EP1883686A2 - Pressure-sensitive adhesive mass and method for the production thereof - Google Patents

Pressure-sensitive adhesive mass and method for the production thereof

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Publication number
EP1883686A2
EP1883686A2 EP06754969A EP06754969A EP1883686A2 EP 1883686 A2 EP1883686 A2 EP 1883686A2 EP 06754969 A EP06754969 A EP 06754969A EP 06754969 A EP06754969 A EP 06754969A EP 1883686 A2 EP1883686 A2 EP 1883686A2
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EP
European Patent Office
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polymer
groups
particles
type
crosslinking
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP06754969A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Thilo Dollase
Aranzazu Escudero Vallejo
Bernd Lühmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tesa SE
Original Assignee
Tesa SE
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Filing date
Publication date
Application filed by Tesa SE filed Critical Tesa SE
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Publication of EP1883686A2 publication Critical patent/EP1883686A2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C08J3/24Crosslinking, e.g. vulcanising, of macromolecules
    • C08J3/242Applying crosslinking or accelerating agent onto compounding ingredients such as fillers, reinforcements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
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Definitions

  • the present invention relates to pressure-sensitive adhesives which can preferably be processed solvent-free and are distinguished not only by good processability and, in particular, coatability by good product properties.
  • the invention encompasses the composition of novel PSA formulations, their preparation, processing and use in self-adhesive products. Furthermore, a novel concept is part of this invention, over which the combination of good processability and good product properties for such PSA formulations can be realized.
  • pressure-sensitive adhesives are distinguished in particular by their permanent tackiness.
  • a material that has permanent tack must have a suitable combination of adhesive and cohesive properties at all times. This distinguishes it, for example, from reactive adhesives, which hardly provide cohesion in the unreacted state.
  • a material with pronounced cross-linking can only dissipate deformation energy to a lesser extent, as occurs under load. Both phenomena reduce the bond strength.
  • a slightly crosslinked material can flow well on rough surfaces and dissipate deformation energy so that the adhesion requirements can be met, the material is insufficiently resistant to stress due to reduced cohesion.
  • One type of crosslinking that has an influence on the adhesion / cohesion balance is temporary polymer chain entanglements. However, these are sufficient only for a sufficient cohesion of the PSA, if the molecular weight of the polymers is sufficiently high. Pressure-sensitive adhesives based on natural rubbers can be based solely on this crosslinking principle.
  • thermoreversible crosslinks in PSAs are in thermoplastic elastomers such as in some block copolymers or semicrystalline polymers.
  • fillers can also be used to increase the cohesion. Often, a combination of filler / filler interactions and filler / polymer interactions results in the desired reinforcement of the polymer matrix. A cohesion increase based on this represents another physical type of crosslinking.
  • the reinforcement results from an influence of the particles on the elastic modulus of the elastomer composite.
  • the interaction is caused by physical interactions between individual particles on the one hand and particles and polymers on the other hand. Often, however, these physical interactions are not sufficient to even small mechanical deformations, as for example when loading a PSA by shear or Peeling may occur, withstand.
  • This nonlinear phenomenon is known as the Payne effect and manifests itself as elastic modulus loss under deformation.
  • systems which are preferably coatable solvent-free and which have a combination of good product properties on the one hand - and in particular with respect to cohesion - and on the other hand show improved processing properties, in particular coatability.
  • a particularly advantageous example of systems which at least partially satisfy this combination of requirements are block copolymers containing segments which soften at high temperatures (the so-called hard phase) and others which are known in the art
  • the softening temperature of the hard phase Due to the use of special monomers, it is typically adjusted in such a way that good product properties prevail at room temperature, but the material can be coated from the melt in a simple manner at process-technically sensible temperatures. Since these materials typically do not have high molecular weights, their melt viscosity and elasticity are comparatively low once the hard phase is softened.
  • a disadvantage of the above-mentioned PSAs based on block copolymers is their thermal shear strength, which is limited by the softening of the hard domains which begins at elevated temperature.
  • Another disadvantage is the complicated production conditions for block copolymers. In order to produce polymers with the required block-like structure in sufficient quality, controlled or living polymerization processes are required, which are sometimes expensive. In addition, not all monomer combinations are always feasible in a simple manner. On the one hand, the block copolymer approach is therefore not universally regarded as flexible for many polymer systems. On the other hand, there is a need for pressure-sensitive adhesives having better thermal resistance.
  • the aim of the present invention is therefore to provide a flexible concept which comprises a suitable combination of material and process, so that preferably solvent-free processable PSAs with good processing properties and good product properties can be produced.
  • Pressure-sensitive adhesive formulation contains such functionalized particles that the particles can be linked during or after the coating by the action of radiation energy, in particular electromagnetic radiation, particle radiation and / or thermal energy with at least one kind of polymeric constituents of the PSA formulation.
  • the present invention relates to a process for the preparation of a crosslinked PSA, crosslinked PSAs obtainable by such a process, and the use of such PSAs. Furthermore, the Intermediate products of such a process, in particular the composition of novel formulations for PSAs.
  • the combination of the inventive novel PSA formulations with the preparation process according to the invention is likewise in accordance with the invention and a central component of this application (see also FIG. 1).
  • the invention relates to a method for producing a pressure-sensitive adhesive based on at least one polymer A, in which a crosslinking of the at least one polymer A is carried out, wherein the polymer has functional groups Y, wherein furthermore the polymer with at least one kind of functionalized particles B (hereinafter The particles have at least one non-polymeric base unit and a surface modification of this base unit, the surface modification of the base unit at least one kind of functional group X.
  • the crosslinking of the polymer is at least partly due to a reaction of the functional groups X. of the particles and of the functional groups Y of the polymer
  • the crosslinking can also be effected completely in the sense of the invention by means of the functionalized particles.
  • the invention further relates to a pressure-sensitive adhesive based on at least one crosslinked polymer component A, wherein the crosslinking of the polymer component A is effected at least in part by incorporation of functionalized particles B, the particles B having at least one non-polymeric base unit and a surface modification of this base unit, wherein the Surface modification of the particles B has at least one variety of functional groups X, which are able to react with functional groups Y present in the polymer component A.
  • the invention additionally relates to the use of surface-modified particles with a nonpolymeric base unit, in particular of those particles described within the scope of this document, as crosslinking reagents of polymers for producing PSAs. Also considered to be in accordance with the invention are the not yet crosslinked polymers A which have been added with the functionalized particles B. Other components may be present in the PSA to be crosslinked.
  • the PSA formulations according to the invention contain at least one type of polymer A which contains at least one type of Y-type group and at least one type of filler particles B which contain at least one type of X-type group on the particle surface.
  • groups of the Y type and the X type are selected such that a bond between at least one Y-type group and at least one X-type functional group is formed by the action of electromagnetic radiation, particle radiation and / or thermal energy An adduct of the type B-X'-Y'-A is formed (see Figure 2).
  • the designation X indicates that the structure of the functional group X may have changed after the reaction has ended.
  • the designation Y indicates that the structure of the functional group Y may have changed after the reaction has been completed. It is also according to the invention if the functional groups X and Y have not changed in their structure, but nevertheless have entered a link.
  • Electromagnetic radiation and “particle radiation” are to be understood as all radiation forms which are summarized by VD McGinniss [VD McGinniss in Encyclopaedia of Polymer Science and Engineering, HF Mark, NM Bikales, CG Overberger, G. Menges ( Ed.), 2nd ed., 1986, Wiley, New York, Vol. 4, p. 418ff]. These radiation forms are preferably used according to the invention.
  • Crosslinked PSAs are advantageously obtained by the novel use of the novel formulations described here in combination with the process described here.
  • the functionalized filler particles B act as multifunctional crosslinkers.
  • This novel state of crosslinking is characterized by the fact that improved product properties, in particular an increased cohesion of the PSA, are correlated with it. It is typically characteristic of the novel crosslinking state that the adhesive properties of the PSAs according to the invention are at least at the level at which a crosslinked PSA is present which contains no filler particles according to the invention but has been processed in a comparable manner and has a comparable gel content.
  • the novel PSA formulations containing at least one grade of a polymer A according to the invention and at least one grade of a functionalized filler particle B have good processing properties in the raw state, ie before the beginning of the processing.
  • the processing properties are in particular the viscosity of the PSA formulation and its elasticity.
  • the viscosity is given as the zero viscosity ⁇ 0 for different temperatures. It can be obtained from capillary viscosimetrically determined viscosity curves.
  • the elasticity is given in the form of the first normal stress difference N 1 , also at different temperatures.
  • the data for the first normal voltage difference can also be obtained from capillary-viscometric experiments.
  • both sizes, the viscosity and the first normal stress difference, are generally shear rate dependent for PSA formulations. Thus, depending on the process and the shear rates involved, they can vary for a given PSA formulation. It is useful for the description of this invention, to limit itself to a shear rate, but without thereby limiting the inventively employable method in this regard. As such a shear rate, the shear rate of 1000 s -1 is selected as the representative preferable value. For the processability and especially the coatability, it is very advantageous if a certain ratio of elasticity and viscosity is not exceeded at the shear rate predetermined by the process. If this ratio is too high, the elastic character of the material to be coated predominates.
  • melt fracture may occur, which manifests itself in an inhomogeneous line image (M.Pahl, W. Gl sandwichle, H. -M. Laun, Practical Rheology of Plastics and Elastomers, 4th ed., 1995, VDI Verlag, Dusseldorf, p 191f).
  • the shear stress ⁇ is given as the product of viscosity and shear rate.
  • the numerator of the quotient N 1 /! describes the elastic properties of the material, the denominator the viscous. The latter also shows the dependence on the process speed in the form of the shear rate in mind. Above a critical value for R, flow anomalies occur.
  • the material can be coated without melt inhomogeneities. This can be done, for example, such that a crosslinking is initiated only after the coating, as is possible for example in a radiation-chemical treatment.
  • the irradiated and thus crosslinked material has increased elasticity and, associated therewith, a higher first normal stress difference and could not be processed in this state with a good coating pattern.
  • the non-crosslinked melt is less elastic, exhibits a lower first normal stress differential, and can be successfully coated.
  • polymers having high molecular weights are often needed. However, these intermolecular interactions, such as entanglements, can already exhibit high elasticities in the chemically unvarnished state, which can lead to disadvantages in the coating behavior.
  • the novel concept according to the invention comprises that the cohesion of the pressure-sensitive adhesive of the invention is essentially achieved by an improved crosslinking state via chemical linking of polymers to filler surfaces. Therefore, a high molecular weight of the polymers is no longer absolutely necessary and consequently the coating behavior is less limited by chain entanglements.
  • the particles themselves are present during processing as a disperse phase in the PSA formulation. Since they are not yet chemically linked to polymeric components of the formulation at this time, they only contribute incompletely to the elasticity of the formulation at this time. Only upon initiation of the crosslinking reaction during and / or after coating does the desired cohesion be generated.
  • the requirements of the pressure-sensitive adhesive formulations according to the invention are that the formulation in the non-crosslinked state is given a good processibility, for example by a low first normal stress difference, and in particular the ratio R, and in the crosslinked state a good cohesion, for example by shearing life or Gel content of a self-adhesive tape specimen, must be distinguished.
  • Advantageous PSAs according to the invention which are obtained via the coating and crosslinking process according to the invention have, compared to a formulation which has been coated and crosslinked in the same way, but contains no filler particles according to the invention, but has a comparable gel fraction (test B), typically at least 50 %, preferably increased by at least 100% shear time after test D.
  • the adhesion given by the bond strength according to test C, is typically at least at the same level as the adhesion of the aforementioned reference system for the PSA system according to the invention, or is preferably at least 25% higher.
  • the viscosity of the PSAs of the invention is not or only slightly at the same temperature, preferably up to at most 25%, higher than that of a formulation which contains no filler particles according to the invention and is also uncrosslinked (test A1).
  • the PSA formulations according to the invention comprise at least one type of polymer A and at least one type of filler particle B, wherein the at least one polymer grade A has groups Y present therein with groups X which are on the surface of the at least one filler particle type B, by the action of electromagnetic radiation, of particle radiation and / or thermal energy during and / or after a coating.
  • the pressure-sensitive adhesive of the invention may optionally contain further constituents other than polymers A and filler particles B.
  • the PSAs according to the invention advantageously contain up to 50% by weight of at least one filler particle type B, preferably up to 20% by weight, very preferably up to 12% by weight.
  • the at least one type of polymer A is then preferred according to the invention if it has a molecular weight of not more than 10,000,000 g / mol, preferably not more than 500,000 g / mol. Furthermore, the at least one polymer grade A preferably has a softening temperature of less than 100 ° C., more preferably less than 20 ° C.
  • the at least one type of polymer A may be of linear, branched, star or grafted structure, to give only a few examples, and constructed as a homopolymer or random copolymer.
  • random copolymer for the purposes of this invention includes not only those copolymers in which the comonomers used in the polymerization are purely randomly incorporated, but also those in which occur gradients in the comonomer composition and / or local enrichment of individual Comonomersorten in the polymer chains ,
  • the molecular weight in this context is the weight average molecular weight distribution, as it is accessible, for example, via gel permeation chromatographic investigations.
  • Softening temperature in this context means the glass transition temperature for amorphous systems and the melting temperature for semicrystalline systems, which can be determined for example by dynamic differential scanning calorimetry (DSC). If numerical values for softening temperatures are given, then in the case of amorphous systems these relate to the mid-point temperature of the glass step and, in the case of semicrystalline systems, to the temperature with maximum exotherm during the phase transition.
  • the at least one type of polymer A is a block copolymer.
  • Particularly advantageous are those block copolymers in which preferably each of the occurring blocks (independently of one another) has a molecular weight of less than 1,000,000 g / mol, preferably less than 250,000 g / mol, of linear, branched, star-shaped or grafted structure and / or constructed as a homopolymer or random copolymer.
  • at least one type of block advantageously has a softening temperature of less than 100 ° C., preferably less than 20 ° C.
  • the individual block types occurring in the block copolymer may differ with regard to the comonomer composition and optionally in terms of their molecular weight and / or softening temperature and / or structure (for example of a linear or branched type).
  • the different polymer arms in star-shaped and grafted systems can be of different chemical nature, that is to say consist of different monomers and / or different
  • Polymers of grade A are furthermore preferred according to the invention if they contain at least one type of group Y which contains groups X which are located on the surface of the at least one type of filler particle B under the influence of electromagnetic radiation, particle radiation and / or thermal energy or connect after a coating.
  • the groups of the at least one type Y can be present in a variety of ways in the at least one type of polymer A.
  • the at least one type of polymer A may for example be constructed as a homopolymer of monomers containing at least one kind of groups Y. Further, the at least one type of polymer A may also be constructed as a random copolymer obtained from at least one kind of monomers containing at least one kind of groups Y and optionally one or more kinds of monomers not containing such groups.
  • the at least one type of polymer A contains the at least one sort of groups Y only at individual points along the polymer backbone. Examples of such embodiments include groups located at chain ends, in the range of chain or block centers, in the range of branch points, or in the range of block junctions. Polymers of the at least one type A are then particularly preferred according to the invention if the polymer molecule contains on average at least two such groups. It is also possible that the at least two groups Y are introduced into the at least one polymer A via a grafting reaction. It is likewise according to the invention to introduce the at least two groups Y into the at least one polymer type A by carrying out a polymer-analogous reaction. In addition, any combinations of the mentioned types of functionalization are according to the invention.
  • polyethers such as, for example, polyethylene glycol, polypropylene glycol or polytetrahydrofuran
  • polydienes such as.
  • polybutadiene or polyisoprene hydrogenated polydienes
  • rubbers such as.
  • natural rubber nitrile rubber or chloroprene rubber, butadiene-containing rubber, isoprene-containing rubber, polyisobutylene, polyolefins, such as.
  • random copolymers based on unfunctionalized ⁇ , ß-unsaturated esters. If these are used for the at least one type of polymer A with a copolymer character, then, in principle, all the compounds which are familiar to the person skilled in the art and are suitable for the synthesis of polymers can be used as monomers in their preparation. Preference is given to ⁇ , ⁇ -unsaturated alkyl esters of the general structure
  • Monomers which are very preferably used in the sense of general structure I for polymers A with a copolymer character include acrylic and methacrylic acid esters having alkyl groups consisting of 4 to 18 C atoms. Specific examples of such compounds are, without being limited by this list, n-butyl acrylate, n-butyl methacrylate, n-pentyl acrylate, n-pentyl methacrylate, n-hexyl acrylate, n-hexyl methacrylate, n-heptyl acrylate, n-heptyl methacrylate, n-octyl acrylate, n-octyl methacrylate, n-nonyl acrylate, n-nonyl methacrylate, n-decyl acrylate, n-decyl methacrylate, dodecyl acrylate, dodecyl methacrylate, hexadecy
  • sec-butyl acrylate sec-butyl methacrylate, tert-butyl acrylate, tert-butyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate, 2-ethylhexyl methacrylate and iso-octyl acrylate and cyclic monomers such. Cyclohexyl acrylate, cyclohexyl methacrylate, norbornyl acrylate, norbornyl methacrylate, isobornyl acrylate and isobornyl methacrylate.
  • a copolymer character are acrylic and methacrylic acid esters containing aromatic radicals such. Phenyl acrylate, benzyl acrylate, benzoin acrylate, phenyl methacrylate, benzyl methacrylate or benzoin methacrylate. Furthermore, ethoxylated and propoxylated acrylates and methacrylates can be used according to the invention. In such systems, the acrylate or methacrylate side chain is formally made of an oligomer or polymer of ethylene oxide or propylene oxide.
  • vinyl monomers vinyl ethers, vinyl ethers, vinyl halides, vinylidene halides, as well as vinyl compounds containing aromatic cycles and heterocycles in ⁇ -position
  • vinyl monomers which may be used according to the invention for the optionally usable vinyl monomers are: vinyl acetate, vinylformamide, vinylpyridine, ethylvinylether, 2-ethylhexylvinylether, butylvinylether, vinylchloride, vinylidenechloride, acrylonitrile, styrene, .alpha.-methylstyrene.
  • the at least one type of polymer A contains its at least two groups Y in the form of at least one particular comonomer which has been randomly copolymerized during polymerisation of the polymer.
  • the molar fraction of this at least one particular comonomer with respect to the composition of the total monomer mixture in the production of the total polymer is up to 50 wt .-%, preferably up to 20 wt .-%, very preferably up to 5 wt .-%
  • the special character of this at least one comonomer is that it carries at least one group Y, which contains at least one group X, which is located on the surface of the at least one filler particle type B, under the influence of electromagnetic radiation, particle radiation and / or thermal energy during or after a coating can form a connection.
  • groups X and Y are described in the section "Combinations of Groups X and Y". Particular preference is given to using monomers based on ⁇ , ⁇ -unsaturated esters which contain these groups. It is also possible that groups Y are linked via a polymer-analogous reaction with the polymer A at the sites where these particular comonomers are incorporated.
  • these particular comonomers are derivatized prior to polymerization with groups Y, ie that comonomers having not necessarily inventive functionalization prior to polymerization and thus producing a type A polymer with a chemical moiety is modified via which at least one group of the invention Y is incorporated into the comonomer and after this modification reaction and subsequent polymerization for the formation of a linkage according to the invention with at least one group X available.
  • Examples of comonomers bearing functional groups include, but are not limited to, allyl acrylate, allyl methacrylate, tetrahydrofurfuryl acrylate, tetrahydrofurfuryl methacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 3-hydroxypropyl acrylate, 3-hydroxypropyl methacrylate, 4-hydroxybutyl acrylate, 4- Hydroxybutyl methacrylate, glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, acrylated benzophenone, methacrylated benzophenone, crotonic acid, maleic acid, maleic anhydride, itaconic acid, itaconic anhydride, 2-dimethylaminoethyl acrylate, 2-dimethylaminoethyl methacrylate, 3-dimethylaminopropyl acrylate, 3-dimethylaminopropyl methacrylate, N-tert
  • the at least one type of polymer A is a block copolymer
  • diblock copolymers of the form PA-PA consisting of a block PA and a block PA which differ with respect to the selected starting monomers and optionally in their softening temperature and / or molar mass and / or structure (eg of a linear or branched type) may be different.
  • Further embodiments of polymers A of block copolymer character are, without intending to limit, triblock copolymers of the type PA-PA'-PA ", block copolymers of the type PA-PA'-PA" PA '"and higher block copolymers whose structures continue this series.
  • Triblock copolymers and higher block copolymers are then according to the invention in the sense of polymers A with block copolymer character, if all directly linked blocks with respect to the selected starting monomers and optionally in their molecular weight and / or softening temperature and / or structure (eg linear or branched type) Further, triblock copolymers and higher block copolymers are according to the invention in the sense of the polymers A, if several of the blocks not directly linked to one another are selected with respect to the selected starting monomers and optionally in their molecular weight and / or softening temperature and / or structure (eg or branched type) are not different from each other.
  • a preferred design of a block copolymer-type polymer A is a triblock copolymer of the type PA-PA'-PA "wherein PA and PA" are the same with respect to the selected starting monomers, molecular weight, softening temperature and structure.
  • the block linkage in polymers A of block copolymer character may be in a linear form, but also in a star-shaped form or as a graft copolymer variant.
  • Each individual block can be constructed as a homopolymer block or copolymer block.
  • the definitions as set forth in the section "Homopolymers” and "Statistical Copolymers" apply.
  • a block copolymer is used as polymer A, then preferably at least one block type will contain type Y functionalizations. Particularly preferred are diblock copolymers which contain Y type functionalizations in only one block type, symmetric triblock copolymers containing Y type functionalizations in both end blocks only Triblock copolymers containing only type Y functionalities in the middle block.
  • the at least one filler B in the meaning of this invention are preferably those filler particles for use in which comprise the basic units without surface modifications softening temperatures greater than 200 ° C, preferably greater than 500 0 C.
  • the softening temperature (based on the unmodified base units) above the decomposition temperature then according to the invention, when the decomposition temperature is above 200 0 C, preferably above 500 0 C.
  • the materials on which the base unit of the at least one filler particle type B is based may be inorganic in nature or may be an inorganic / organic hybrid material and have an amorphous, semi-crystalline or crystalline character. Also, base units of organic nature can be used in accordance with the invention.
  • the filler particles may preferably be spherical, rod-shaped or platelet-shaped in structure.
  • Separated particles often called primary particles, are just as well according to the invention as aggregates formed from a plurality of primary particles. Such systems often show a fractal superstructure. If the particles are formed from crystallites, then the primary particle shape depends on the type of crystal lattice. Platelet-shaped systems can also be present in the form of layer stacks.
  • the at least one functionalized filler type is present in the PSA essentially in the form of singular spherical particles.
  • the particle diameters then have values of less than 500 nm, preferably less than 100 nm, very preferably less than 25 nm.
  • the at least one functionalized filler in the PSA is substantially in the form of singular platelet-shaped particles.
  • the layer thickness of such platelets then has values of preferably less than 10 nm and a maximum diameter of preferably less than 1000 nm.
  • the at least one filler in the PSA is substantially in the form of singular rod-shaped particles.
  • these rods have a diameter of less than 100 nm and a length of less than 15 microns.
  • the rods may also be curved and / or flexible.
  • the at least one filler type is present in the PSA in the form of primary particle aggregates.
  • These aggregates have a radius of gyration (analogous to the term "gyration radius" known by polymers) of less than 1000 nm, preferably less than 250 nm.
  • Particular preference is given to using those filler particles in the sense of this invention whose spatial extent in at least one direction is less than 250 nm, preferably less than 100 nm, very preferably less than 50 nm. It is also possible within the meaning of this invention to use combinations of the above to use the mentioned filler types.
  • Typical and inventively advantageous classes of compounds which make up the base unit of the at least one filler particle type B are oxides of inorganic nature - in particular metal oxides and / or semimetal oxides - salts of alkaline earth metals and silicates-based minerals, in particular clay minerals and clays.
  • the amorphous or crystalline metal oxides which can be used according to the invention include, for example, silicon dioxide, aluminum oxide, titanium dioxide, zirconium dioxide and zinc oxide. The skilled worker is familiar with other systems which can also be used according to the invention.
  • Alkaline earth metal salts include, for example, carbonates, sulfates, hydroxides, phosphates and hydrogen phosphates of magnesium, calcium, strontium and barium.
  • Silica systems such as serpentines, kaolins, talc, pyrophyllite, smectites, in particular montmorillonite, vermiculites, illites, mica, spiked mica, chlorites, sepiolite and palygorskite, are among the clay minerals and clays that can be used according to the invention.
  • synthetic clay minerals such as hectorites and their related systems such.
  • B. Laponite ® Fa. Laporte and Fluorhectorite and their related systems such.
  • B. Somasif ® Fa. Co-Op are used according to the invention.
  • the at least one type of filler particle B is surface-modified.
  • Typical surface modification reagents which are advantageous according to the invention are organosilanes and surfactants, but also organotitanium compounds, fatty acids or polyelectrolytes, such as, for example, short-chain polymers having a high acrylic acid content.
  • the function of these surface modification reagents is, above all, compatibility of the Particle surface with the matrix in which they are to be dispersed to create.
  • surface modification reagents are used to prevent coalescence of smaller particles into larger objects.
  • At least one type of surface modification reagent is used which, in addition to the compatibilizing and anti-aggregation function, also offers the possibility of connecting at least one group Y via at least one group X incorporated in the at least one kind of surface modification reagent , which is contained in at least one type of polymer A, to undergo exposure to electromagnetic radiation, particle radiation and / or thermal energy during or after a coating.
  • a filler particle preferably carries on its surface at least 10 groups of at least one kind X, more preferably at least 50.
  • Filler particles containing in their native form (in the form of the non-surface-modified base unit) on the surface hydroxide groups preferably offer the possibility of a reaction with chlorosilanes or alkoxysilanes. Following hydrolysis of the silane, condensation of silanol groups with the hydroxide groups on the particle surface takes place. If at least one substituent on the central silicon atom of the silane is an organic radical, then in the case of complete surface coverage with silane molecules, an organophilic shell is covalently linked to the filler particle and thus the particles are provided with polymer matrix compatibility.
  • two classes of silanes can be distinguished, in particular those which, in addition to the groups which are capable of reacting with the base surface, carry exclusively organic radicals which are chemically inert (see structure II), and others which contains, in addition to the groups capable of reacting with the base surface, at least one organic radical bearing at least one group X which is a compound having at least one group Y contained in at least one type of polymer A under the action of electromagnetic radiation Radiation, of particle radiation and / or thermal energy during or after a coating can enter (see structure III).
  • at least one of the substituents A, B, D represents a hydrolyzable group, that is, for example, a chlorine atom or an alkoxy group.
  • At least one of the substituents B, C, D represents an organic Rest consisting of a linear, branched or cyclic hydrocarbon, which may also be aromatic and of low molecular weight, oligomeric or polymeric nature. If more than one hydrolyzable group is present among the substituents A, B, D, then these may be of the same or different chemical nature, all of which correspond to the definition above for hydrolyzable groups. If more than one organic radical is present among the substituents B, C, D, these may also be of the same or different chemical nature, all of which correspond to the definition above for organic radicals.
  • At least one of the substituents A, E, F represents a hydrolyzable group, that is, for example, a chlorine atom or an alkoxy group.
  • At least one of the substituents E, F, G represents an organic radical consisting of a linear, branched or cyclic hydrocarbon which may also be aromatic and of low molecular weight, oligomeric or polymeric nature and which additionally contains at least one group X containing a compound with at least one group Y, which is contained in at least one type of polymer A, under the influence of electromagnetic radiation, can enter into particle radiation and / or thermal energy during or after a coating.
  • silanes of the structure II which can be used according to the invention are those in which only A is used as the hydrolyzable group and B, C, D are organic radicals of which B and D have the same chemical nature and C are of a different chemical nature.
  • Further advantageous embodiments of silanes of the structure II which can be used according to the invention are those in which A and B are used as hydrolyzable groups of the same chemical nature and C and D are organic radicals which are of the same chemical nature.
  • Further advantageous embodiments of silanes of the structure II which can be used according to the invention are those in which A, B, D are used as hydrolyzable groups of the same chemical nature and C is an organic radical.
  • silanes of the structure IM which can be used according to the invention are those in which only A is used as hydrolyzable group and E, F, G are organic radicals of which E and F are of the same chemical nature and G of a different chemical nature.
  • G contains the at least one group X, which can form a compound with at least one group Y, which is contained in at least one type of polymer A, under the influence of electromagnetic radiation, particle radiation and / or thermal energy during or after a coating.
  • silanes of the structure IM which can be used according to the invention are those in which A, E, F are used as hydrolyzable groups of the same chemical nature and G is an organic radical containing the at least one group X which is a compound having at least one group Y. , which is contained in at least one type of polymer A, under the influence of electromagnetic radiation, can enter into particle radiation and / or thermal energy during or after a coating contains.
  • Hydrolyzable groups A, B, D, E, F which may advantageously be used in silanes II and silanes III, are halogen atoms, in particular chlorine, and / or alkoxy groups, such as, for example, methoxy, ethoxy, n- Propoxy, iso-propoxy, n-butoxy, sec-butoxy or tert-butoxy groups. Furthermore, acetoxy groups can be used.
  • halogen atoms in particular chlorine
  • alkoxy groups such as, for example, methoxy, ethoxy, n- Propoxy, iso-propoxy, n-butoxy, sec-butoxy or tert-butoxy groups.
  • acetoxy groups can be used.
  • the other examples of hydrolyzable groups known to the person skilled in the art are likewise usable in the context of this invention.
  • the organic radicals B, C, D, E, F, which can be used in silanes II and silanes M1 include, for example, without being exhaustive, methyl, ethyl, n-propyl, iso-propyl , n-butyl, sec-butyl, tert-butyl groups, pentyl groups and the branched isomers, hexyl groups and the branched isomers, heptyl groups and the branched isomers, octyl groups and the branched isomers, Nonyl groups and the branched isomers, decyl groups and the branched isomers, undecyl groups and the branched isomers, dodecyl groups and the branched isomers, tetradecyl groups and the branched isomers, hexadecyl groups and the branched isomers, octadecyl Groups and the branched isomers
  • the organic radicals according to the invention may additionally contain ring-shaped and / or aromatic components. Representative structures are cyclohexyl, phenyl and benzyl groups. It is also according to the invention, when used as at least one organic radical oligomers or polymers containing at least one hydrolysable SiIyI group.
  • the compounds listed in the list below include: exposure to electromagnetic radiation, particle radiation and / or thermal energy during or after a coating: methyl, ethyl, n-propyl , isopropyl, n-butyl, sec-butyl, tert-butyl groups, pentyl groups and the branched isomers, hexyl groups and the branched isomers, heptyl groups and the branched isomers, octyl groups and the branched isomers, nonyl groups and the branched isomers, decyl groups and the branched isomers, undecyl groups and the branched isomers, dodecyl groups and the branched isomers, tetradecyl groups
  • the organic radicals according to the invention may also contain annular and / or aromatic components. Representative structures are cyclohexyl, phenyl and benzyl groups. It is further according to the invention, when used as at least one organic radical oligomers or polymers containing at least one hydrolyzable silyl group. If one remainder of the above list is used as one or more of the radicals E, F, G, then this is additionally modified by a chemical component which contains at least one group X.
  • silanes having structure II are methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, trimethylethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, propyltrimethoxysilane, propyltriethoxysilane, iso-butyltrimethoxysilane, iso-butyltriethoxysilane, octyltrimethoxysilane, octyltriethoxysilane, octyltrimethoxysilane iso-, iso-octyltriethoxysilane, hexadecyltrimethoxysilane , Hexadecyltriethoxysilane, octadecylmethyldimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane,
  • Phenyltriethoxysilane cyclohexylmethyldimethoxysilane, dicyclopentyldimethoxysilane.
  • silyl-functionalized oligomers or polymers that can be used according to the invention is polyethylene glycol, which is linked to a trimethoxysilane group.
  • Triethoxysilylpropylsuccinic anhydride 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidyloxypropyltriethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane, 3
  • Methacryloyloxypropyltriethoxysilane 3-methacryloyloxypropyltriisopropoxysilane, 3
  • silanes of structure III are used which are derivatized with a chemical structural unit which contains at least one group X.
  • This is to be understood as meaning that silanes of the structure III with nonfunctional functionalization before and / or after the surface modification reaction with the filler particles with a chemical unit via which the at least one group X according to the invention is introduced into the silane and after this silane modification reaction and the surface modification reaction to Forming a connection with at least one group Y is available modified.
  • the surface modification can be done completely by at least one representative of the silanes III. But it is also possible to use a combination of silanes IM and silanes II. Such a combination is then according to the invention, if at least 1 wt .-%, preferably at least 5 wt .-% of at least one representative of the silanes IM are used.
  • Silanes are particularly preferably used in the context of this invention as surface modifiers when filler particles are used which carry hydroxy groups on the surface at least in the state of the non-surface-modified base unit.
  • filler particle types are metal oxides, in particular amorphous
  • Particles which carry ionic groups on the surface in the state of the non-surface-modified base unit can preferably be modified with surfactants and / or fatty acids.
  • ammonium compounds which carry at least three organic radicals, for example alkylammonium salts, trimethylalkylammonium salts, dimethyldialkylammonium salts, methylbenzyldialkylammonium salts, dimethylbenzylalkylammonium salts or alkylpyridinium salts. It is also possible to use alkoxylated quaternary ammonium compounds.
  • surfactants Two classes of surfactants can be distinguished within the meaning of this invention, on the one hand, which, in addition to the groups which are capable of interaction with the base surface, carry exclusively organic radicals which are chemically inert (see structure IV), on the other hand, which, in addition to the groups which are capable of linking to the base surface, contain at least one organic radical bearing at least one group X which is a compound having at least one group Y which is contained in at least one type of polymer A, under the action of electromagnetic radiation , from Particle radiation and / or thermal energy can enter during or after a coating (see structure V).
  • the substituents A, B, D may be independently of one another organic radicals or hydrogen
  • the substituent C is a long-chain organic radical.
  • any anions may be used. Examples are chloride, bromide, hydrogen sulfate, dihydrogen phosphate and tetrafluoroborate.
  • the person skilled in the art is aware of other substances which can likewise be used in the context of this invention.
  • the organic radicals may independently of one another be linear or branched, saturated or unsaturated, be composed of aliphatic, olefinic and / or aromatic elements and contain 1 to 22 carbon atoms.
  • Typical substituents used as organic radicals include methyl groups, ethyl groups, n-propyl groups, iso-propyl groups, n-butyl groups, sec-butyl groups, tert-butyl groups, linear ones or branched pentyl groups, linear or branched hexyl groups, linear or branched heptyl groups, linear or branched octyl groups, benzyl groups or groups with higher numbers of carbon atoms.
  • Preferred long-chain organic radicals are dodecyl groups, tetradecyl groups, hexadecyl groups, octadecyl groups or eicosyl groups in saturated or unsaturated form.
  • surfactant function is carried out by oligomers or polymers which are functionalized so that they carry at least one cationic group.
  • Examples which may preferably be used as surfactants of structure IV for the purposes of this invention are hexadecyltrimethylammonium chloride or bromide, methylditaluminum ammonium chloride or bromide, the tallow radicals being saturated or unsaturated, dimethyltallowbenzylammonium chloride or bromide, the tallow If saturated or unsaturated radicals can be present, dimethyl tallow (2-ethylhexyl) ammonium chloride or bromide, where the tallow radicals may be saturated or unsaturated, dimethylditalgammonium chloride or bromide, where the tallow radicals may be saturated or unsaturated.
  • surfactants of structure V which can be used according to the invention are those in which the substituents E, F, G independently of one another may be organic radicals or hydrogen and the substituent C is a long-chain organic radical.
  • substituents E, F, G independently of one another may be organic radicals or hydrogen and the substituent C is a long-chain organic radical.
  • counter ions any anions can be used. Examples are chloride, bromide, hydrogen sulfate, dihydrogen phosphate and tetrafluoroborate.
  • the organic radicals may independently of one another be linear or branched, saturated or unsaturated, be composed of aliphatic, olefinic and / or aromatic elements and contain from 1 to 22 carbon atoms.
  • Typical substituents used as organic radicals include methyl groups, ethyl groups, n-propyl groups, iso-propyl groups, n-butyl groups, sec-butyl groups, tert-butyl groups, linear or branched pentyl groups, linear or branched hexyl groups, linear or branched heptyl groups, linear or branched octyl groups, benzyl groups or groups with higher numbers of carbon atoms.
  • Preferred long-chain organic radicals are dodecyl groups, tetradecyl groups, hexadecyl groups, octadecyl groups or eicosyl groups in saturated or unsaturated form.
  • Natural products are also frequently used in the educts of the preparation of the surfactants V, with the result that seldom chain-pure alkyl substituents, but rather a mixture of different lengths of alkyl chains, are present.
  • Particularly preferred long-chain organic radicals are tallow radicals (unsaturated) or hydrogenated tallow radicals (saturated).
  • the surfactant function is carried out by oligomers or polymers which are functionalized so that they carry at least one cationic group.
  • At least one of the substituents E, F, G, C contains at least one group X which contains a compound having at least one group Y which is contained in at least one polymer type A under the action of electromagnetic radiation, particle radiation and / or thermal Energy during or after a coating can go.
  • Examples which may preferably be used for the purposes of this invention as surfactants of structure V are methyl tallow di- (2-hydroxyethyl) ammonium chloride or bromide, allyldimethyltetradecyl chloride or bromide, allyldimethylhexadecylammonium chloride or bromide, allyldimethyloctadecylammonium chloride or bromide.
  • surfactants IV and surfactants V are representatives of the surfactants
  • surfactants IV or V can be used in combination with cationic compounds which are themselves not surfactants but carry at least one group X which contains a compound having at least one group Y which is contained in at least one polymer type A under the action of electromagnetic radiation. Particle radiation and / or thermal energy can enter during or after a coating. At least 1 wt .-%, preferably at least 5 wt .-% of such a cationic compound according to the invention in combination with surfactants IV and / or
  • surfactants IV used and surfactants V are at most 99% by weight, preferably at most 95% by weight, it being possible for surfactants V to be completely replaced by surfactants IV.
  • cationic compounds are (2-acryloyloxyethyl) (4-benzoylbenzyl) -dimethylammonium chloride or bromide, 3-trimethylammoniumpropylmethacrylamide, chloride or bromide, 2-trimethylammoniumethyl methacrylate, chloride or bromide, 3-dimethylalkylammoniumpropylmethacrylamide, chloride or bromide, 2-dimethylalkylammonium methylmethacrylate Chloride or bromide.
  • Surfactants are particularly preferably used in the context of this invention when filler particles are used which have negative charges or partial charges on the surface (in the state of the non-surface-modified base unit).
  • filler particle types are some clay minerals, in particular smectites, in which intercalated cations can be replaced by surfactants.
  • a principle of how such an exchange can take place is formulated by Lagaly [G. Lagaly in Tonminerale and Tone, K. Jasmund, G. Lagaly (ed.), 1993, Steinkopff, Darmstadt, p. 366ff].
  • At least one of the surface modification Reagents contain at least one group X capable of bonding with at least one group Y present in the polymer grade A under the action of electromagnetic radiation, particle radiation and / or thermal energy during or after coating.
  • optionally polymers C which contain at least one group of the type X, and / or polymers C, which contain at least a group X and at least a group of the type Y, and / or polymers C, which neither groups of the type X still type Y, use.
  • the same information as to the structure, composition, choice of monomers, softening point and structure as defined in the definition of the polymers A applies, except the statements made there with regard to the Y groups.
  • polymers which contain at least one group X the statements made for polymers A apply, but such polymers C contain groups of the type X and not groups of the type Y and can therefore contain at least one group Y of the at least one polymer the variety A by the action of electromagnetic radiation, particle radiation and / or thermal energy during or after a coating form a connection.
  • groups X in polymer C the same statements made for the groups Y in the polymers A apply.
  • polymers carrying groups X and Y are used, the same information as regards composition, composition, choice of monomers, softening temperature and structure, as found in the definition for polymers A, but extended by the addition that additionally at least one group X is contained in the polymer.
  • the groups X and Y in polymers C which bear both types of groups, the same statements made for the groups Y in the polymers A apply.
  • PSA formulations according to the invention include the PSA formulations according to the invention, tackifier resins, plasticizers, rheologically active additives, catalysts, initiators, stabilizers, compatibilizers, coupling reagents, crosslinkers, antioxidants, other anti-aging agents, light stabilizers, flame retardants, pigments, dyes, further fillers, in particular those which are not included in the include at least one type of filler particle B, and / or include blowing agent.
  • the PSAs according to the invention contain at least one polymer grade A and at least one filler particle type B.
  • Polymers A contain at least two groups Y
  • filler particles B contain at least one kind of groups X.
  • the groups X and Y are chosen such that between these groups X. and Y or via these groups X and Y a coupling between polymer A and filler particles B can be produced.
  • the coupling is initiated during or after the coating by the action of electromagnetic radiation, particle radiation and / or thermal energy.
  • the coupling involves at least one group X and at least one group Y. With the coupling of at least one group X and at least one group Y, in the sense of this invention, in particular
  • the coupling can be between the groups X and Y directly or through mediation by one or more other substances, such as. As coupling reagents or crosslinking agents, take place.
  • the definitions made for the polymers A and the filler particles B apply.
  • the groups X and Y involved are defined in particular according to the following statements.
  • the PSAs according to the invention contain at least one constituent which contains at least one kind of segments according to the invention which have the general structure (R 0 R 00 R 000 C) -X.
  • R °, R °° and R °°° can be independent of each other saturated or unsaturated, aliphatic or aromatic hydrocarbon radicals, which may also be linked to one another, be the same or different types. It is also possible for the purposes of this invention that the carbon atom listed in (R 0 R 00 R 000 C) -X is itself unsaturated. In this case this carbon atom is linked only to X and one or two of R o, R oo oo or R °.
  • the radicals R °, R °° and R °°° may independently contain any number of heteroatoms.
  • the radicals R o, R oo, and R oo ° can be low-molecular or polymeric in nature. Up to two of the radicals R °, R °° and R ° o ° can also be hydrogen atoms. At least one of R o, R oo and R oo ° is linked by a chemical or ionic bonding, physisorption or chemisorption, to a filler of type B.
  • the group necessary for the coupling reaction is designated X.
  • the at least one segment according to the invention of the structure (R 0 R 00 R 000 C) -X can be reacted with at least one segment which is present in at least one further constituent of the PSA according to the invention and which has the general structure (R * R ** R *** C) -Y, are reacted.
  • R *, R ** and R *** may independently or independently of one another be saturated or unsaturated, aliphatic or aromatic hydrocarbon radicals which may also be linked to one another, identical or different. It is also possible for the purposes of this invention that the carbon atom listed in (R * R ** R *** C) -Y is itself unsaturated. In this case, this carbon atom is linked only to Y and one or two of R *, R ** or R ***.
  • the radicals R *, R ** and R *** may independently contain any number of heteroatoms.
  • the radicals R *, R ** and R *** may be of low molecular or polymeric nature. Up to two of the radicals R *, R ** and R *** can also be hydrogen atoms. At least one of the radicals R *, R ** and R *** is linked by a chemical bond to a type A polymer chain.
  • the group necessary for the coupling reaction is designated Y.
  • one or more of R *, R **, R *** may be of the same kind as R °, R °° or R ° o °. Likewise it is according to invention, if the group X and the group Y are of the same kind.
  • the coupling is advantageously carried out by means of a coupling reagent or by the action of a catalyst or initiator. It is particularly advantageous for the purposes of this invention if the coupling reaction is initiated by the action of electromagnetic radiation and / or particle radiation.
  • any number of further groups can be used which can react with a group X and / or a group Y.
  • a coupling reaction can occur by chemical reaction directly between the groups X and
  • Y to form a species (R ° R OO R OOO C) -X'-Y '- (CR * R ** R ***) is formed (see Fig. 2).
  • X 'and Y' are in the case of a chemical reaction, the reaction products of the groups X and Y.
  • a coupling reagent X ⁇ Y 8 or X ⁇ R ⁇ Y 8 is required for the coupling of the groups X and Y.
  • X a and Y 8 are groups capable of reacting with groups X and Y, respectively, and may be the same or different.
  • R a and R b may be saturated or unsaturated, aliphatic or aromatic hydrocarbon radicals and include any number of heteroatoms.
  • the radicals R a and R b may be of low molecular or polymeric nature.
  • Table 1 lists some examples of X and Y which can be used according to the invention.
  • Advantageously usable combinations of groups are marked with a cross. Under certain circumstances additional reagents and / or special conditions may be required for the reaction between the groups indicated. Such reagents are then added to the PSA formulation (see section "Further ingredients"). Special conditions such as temperature or radiation are also within the scope of this invention.
  • the table does not claim to be exhaustive, but is merely intended to provide examples of useful groups and combinations of useful groups within the meaning of this invention. Other groups and combinations for corresponding reactions known to the person skilled in the art can likewise be used according to the invention.
  • R 1, R 2, R 3, R 4, R 5, R 6, and R a, R b, R c, R d, R ⁇ , R f may each independently be saturated or unsaturated, aliphatic or be aromatic hydrocarbon radicals containing any number of heteroatoms and may be of low molecular weight or polymeric nature and / or optionally hydrogen atoms.
  • the radicals may be the same or different in structure as defined above.
  • the radicals R 1 , R 2 and R 3 may be linked to one another, the radicals R 5 and R 6 may be linked to one another, the radicals R a , R b and R c may be linked to one another and the radicals R ⁇ and R f be linked together.
  • Cyclic acid anhydrides such as maleic anhydride or succinic anhydride can be added as a chemical group to polymers A or filler particles B in any desired manner.
  • Maleic anhydride also offers the possibility of being incorporated as comonomer in polymer A.
  • -PI a group having a photoinitiator function.
  • UV light By irradiation with UV light of suitable wavelength activates the group and, depending on the nature of the photoinitiator, initiates a free-radical reaction or a cationic reaction.
  • Suitable representatives of such groups are type I photoinitiators, that is to say so-called ⁇ -splitters such as benzoin and acetophenone derivatives, benzil ketals or acylphosphine oxides, type II photoinitiators, that is to say so-called hydrogen abstractors such as benzophenone derivatives and some quinones, diketones and thioxanthones, and cationic photoinitiators such as "photoacid generators” such as arylated sulphonium or iodonium salts and dimerized arylated imidazole derivatives.
  • triazine derivatives can be used to initiate radical and cationic reactions.
  • photoinitiating groups X and / or Y of type I preferably include benzoin, benzoin ethers, for example benzoin methyl ether, benzoin isopropyl ether, benzoin butyl ether, benzoin isobutyl ether, methylolbenzoin derivatives, such as methylolbenzoin propyl ether, 4-benzoyl-1,3 dioxolane and its derivatives, benzil ketal derivatives such as 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone or 2-benzoyl-2-phenyl-1,3-dioxolane, ⁇ , ⁇ -dialkoxyacetophenones such as ⁇ , ⁇ -dimethoxyacetophenone and ⁇ , ⁇ - Diethoxyacetophenone, ⁇ -hydroxyalkylphenones such as 1-hydroxycyclohexylphenyl ketone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropanone and 2-
  • acylphosphine oxides such as 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide and ethyl 2,4,6-trimethylbenzoylphenylphosphinate and O-acyl- ⁇ -oximinoketone.
  • photoinitiating groups of the type Il for example based on benzophenone and its derivatives such as 2,4,6-trimethylbenzophenone or 4,4 1-bis (dimethylamino) benzophenone, thioxanthone and its derivatives such as 2-iso- Propylthioxanthon and 2, 4-diethylthioxanthone, xanthone and its derivatives and anthraquinone and its derivatives.
  • Type II photoinitiators are used particularly advantageously in combination with nitrogen-containing coinitiators, the so-called amine synergists. For the purposes of this invention, preference is given to using tertiary amines. Furthermore, hydrogen atom donors are advantageously used in combination with type II photoinitiators. Examples include substrates containing amino groups.
  • amine synergists are methyldiethanolamine, triethanolamine, ethyl 4- (dimethylamino) benzoate, 2-n-butoxyethyl 4- (dimethylamino) benzoate, iso-acrylic 4- (dimethylamino) benzoate, 2- (dimethylaminophenyl ) - Ethanon and unsaturated and thus copolymerizable tertiary amines, (meth) acrylated amines, unsaturated amine-modified oligomers and polymers based on polyester or polyether and amine-modified (meth) acrylates. It is within the meaning of this invention possible if such chemical assemblies are linked to polymers and / or fillers.
  • groups having a photoinitiating character are contained as groups Y in at least one kind of polymer A.
  • groups having a photoinitiating character are contained as groups X in at least one kind of functionalized filler particles B.
  • the participating groups X and Y are defined according to the following statements. See, for example, D. Philp, J.F. Stoddard, Angew. Chem., 1996, 108, 1242-1286 or C. Schmuck, W. Wienand, Angew. Chem., 2001, 113, 4493-4499.
  • the PSAs of the invention in this case contain at least one constituent which contains a variety of segments having the general structure (R # R ## R ### C) -X # .
  • R # , R ⁇ and R ⁇ can be independently of one another saturated or unsaturated, aliphatic or aromatic hydrocarbon radicals, which can also be linked to one another, of the same or different type. It is also possible for the purposes of this invention that the carbon atom listed in (R # R ## R ### C) -X # is itself unsaturated. In this case, this carbon atom is linked only to X # and one or two of R # , R ⁇ or R ⁇ .
  • the radicals R # , R ⁇ and R ⁇ may independently contain any number of heteroatoms.
  • the radicals R # , R ⁇ and R ⁇ may be of low molecular or polymeric nature. Up to two of the radicals R # , R ⁇ and R ⁇ can also be hydrogen atoms. At least one of R # , R ⁇ and R ⁇ is selected by a chemical or ionic, by chemisorption or physisorption with a Filler particle B linked. The group necessary for the coupling reaction is designated X # .
  • the at least one segment of the structure of the invention (R # R ## R ### C) -X # is capable of hydrogen bonding with at least one functional segment contained in at least one further constituent and having the general structure (R ⁇ R ⁇ RC) -Y ⁇ .
  • R ⁇ , R " and R independently of one another may be saturated or unsaturated, aliphatic or aromatic hydrocarbon radicals, which may also be linked to one another, of the same or different types It is also possible within the meaning of this invention for the radical disclosed in (R ⁇ R ⁇ In this case, this carbon atom is linked only to Y ⁇ and one or two of R ⁇ , R " or R.
  • the R ⁇ , R " and R radicals may independently contain any number of heteroatoms.
  • the R ⁇ , R “ and R radicals may be of low molecular or polymeric nature. Up to two of R ⁇ , R “ and R may furthermore also be hydrogen atoms, and at least one of R ⁇ , R “ and R is linked to a type A polymer chain by a chemical bond.
  • the group necessary for the coupling reaction is designated Y ⁇ .
  • one or more of R ⁇ , R " , R may be of the same kind as R # , R ⁇ or R TM, and it is also according to the invention if the group X # and the group Y ⁇ are of the same kind. In this special case, the coupling takes place by means of a coupling reagent.
  • any number of further groups can be used which can form a compound with at least one group X and / or at least one group Y.
  • a coupling reaction can proceed through formation of hydrogen bonds directly between the groups X # and Y ⁇ to form a species (R # R ## R ### C) -X # -Y ⁇ - (CR ⁇ R ⁇ R) (see Fig. 2).
  • the coupling of the groups X # and Y ⁇ requires a coupling reagent ⁇ #a -Y ⁇ a or X #a -R a -Y ⁇ a .
  • X #a and Y ⁇ a are groups capable of forming hydrogen bonds with Y ⁇ and X # , respectively, and may be the same or different.
  • R a and R b may be saturated or unsaturated, aliphatic or aromatic hydrocarbon radicals and include any number of heteroatoms.
  • the radicals R a and R b may be of low molecular or polymeric nature.
  • the coupling groups may be monodentate or preferably polydentate. Teeth refers to the ability of a group to form a specific number of hydrogen bonds. Hydrogen bonds between monodentate or preferably multidentate functional segments are known as structuring elements from various examples.
  • polymers A and filler particles B with groups based on adenine, thymine, uracil, cytosine, guanine, their derivatives and other compounds which are capable of forming hydrogen bonds according to the key-lock principle such as 2-ureido-4-pyrimidone and its derivatives, 2,6-diacetylaminopyridine and its derivatives, diacetylpyrimidine and its derivatives, and ureidoacylpyrimidine and its derivatives.
  • This list does not claim to be exhaustive. On the contrary, other systems are known to the person skilled in the art which can be used according to the invention.
  • Figure 3 shows two examples of the coupling of reactive species through hydrogen bond formation through the use of two complementary groups, the direct coupling of polymer A and filler particles B, and the coupling of polymer A and filler particle B using a coupling reagent.
  • coordinative bonds are ligand-central atom bonds in complexes, ie the formation of a coordinative bond with metal atoms, which may be elemental, in the form of metal salts and / or in the form of metal complexes, as well as all other donor-acceptor bonds (see for example, D. Philp, JF Stoddard, Angew. Chem., 1996, 108, 1242-1286; M. Rehahn, Acta Polym., 1998, 49, 201-224 or BGG Lohmeijer, US Schubert, J. Polym. Be. A polym. Chem., 2003, 41, 1413-1427),
  • the PSA contains filler particles of the type B, the groups with the general structure (R ⁇ R ⁇ R ⁇ C) -X ⁇ contain.
  • R ⁇ , R ⁇ and R ⁇ can be independently of one another saturated or unsaturated, aliphatic or aromatic hydrocarbon radicals , which may also be linked to one another, of identical or different nature.
  • the carbon atom listed in (R ⁇ R ⁇ R ⁇ C) -X ⁇ is itself unsaturated. In this case, this carbon atom is linked only to X ⁇ and one or two of R ⁇ , R ⁇ or R ⁇ .
  • the radicals R ⁇ , R ⁇ and R ⁇ can independently contain any number of heteroatoms.
  • the radicals R ⁇ , R ⁇ and R ⁇ may be of low molecular or polymeric nature. Up to two of the radicals R ⁇ , R ⁇ and R ⁇ can also be hydrogen atoms. At least one of R ⁇ , R ⁇ and R ⁇ is linked to a type B filler particle by chemical or ionic bonding, chemisorption or physisorption.
  • the group necessary for the coupling reaction is designated X ⁇ .
  • the pressure-sensitive adhesive polymer contains the kind A, the groups having the general structure (R'R ⁇ R ⁇ CJ-Y "contain.
  • the time required for the coupling reaction is "hereinafter.
  • the groups X and Y ⁇ " with Y may be the same or different type. If they are different, then one of the group types takes on the donor function and the other the acceptor function required for the formation of coordinative bonds. If both groups are of the same type, the formation of the coordinative bond via a coupling reagent takes place.
  • the groups in the polymers A and the filler particles B are advantageously designed to be capable of forming coordinative bonds with type M metals which may be elemental, in the form of metal salts or in the form of metal complexes can.
  • Metal complexes can also be multinuclear. Monodentate or multidentate segments may be used.
  • the coupling principle is shown schematically in Figure 4. At least two groups of the type "key” couple by coordinating M, which takes over the function "lock". In the formation of coordinate bonding, the structure may change from M to M '. This can be expressed in altered oxidation states but also in an altered ligand structure and / or composition.
  • ligands which can be used as groups are bipyridine and terpyridine and their derivatives, acetylacetonate and its derivatives, ethylenediaminetetraacetic acid and its derivatives, nitrilotriacetic acid and its derivatives, hydroxyethylethylenediaminetriacetic acid and its derivatives,
  • Diethylenetriaminepentaacetic acid and its derivatives and carboxylic acids This list does not claim to be exhaustive. On the contrary, other systems are known to the person skilled in the art which can be used according to the invention. These groups are not reactive with each other. All components containing these groups can therefore be used in a mass flow. The coupling of the groups takes place as soon as the metal atom M-containing mixture is added to the mass flow, which happens in the context of this invention immediately before the coating.
  • Suitable metal atoms in the context of this invention are all those chemical elements which are capable of acting as acceptors for coordinative bonds. These are alkaline earth metals, preferably Ca and / or Mg, transition metals, preferably Ti, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Ru, Rh, Pd, W, Re, Os, Ir and / or Pt and Al and lanthanides.
  • Suitable compatibilizers and dispersing agents for these metal atoms which can be used according to the invention are, for example, aliphatic or aromatic, saturated or alcoholic alkoxides unsaturated, any number of heteroatom-containing molecules, which may be of low molecular weight or polymeric nature.
  • Further dispersing aids which can be used according to the invention and compatibilizers for M are low-molecular chelating compounds of organic type.
  • M can be an acceptor group ("key") which can form a coordinative bond in conjunction with a lock-type donor group.
  • the acceptor group may in this case be bound to polymer A and filler particles B or also be used as coupling reagents. This general case is shown schematically in Figure 5. It is further in accordance with the invention to use acceptor group-equipped polymers A and filler particles B in combination with donor group-bearing coupling reagents.
  • any combination of different types of coupling reactions may be used.
  • at least one type of coupling reaction is used.
  • the preparation of self-adhesive products according to the invention comprises the process steps of formulation / compounding, coating and crosslinking.
  • the formulations of the invention may be prepared using solvents in solvent kneaders or z. B. also be prepared by the use of high-speed disperse. Preferably, however, such formulations are prepared solvent-free.
  • kneaders are available in discontinuous operation and in continuous operation extruders, such as twin-screw extruders.
  • Suitable compounding units in the context of this invention are those which contain dispersive and optionally distributive mixing elements. Dispersive mixing elements ensure the finest possible distribution of the filler particles in the formulation, while the distributive elements homogenize molten constituents such as resins or polymers in a mixture of the PSA formulation.
  • Banbury mixers Buss kneaders or Baker-Perkins Ko-kneaders can be used.
  • twin-screw extruders in co-rotating mode can be used with preference.
  • the coating method can be a doctor blade method, a doctor blade method, a roller bar nozzle method, an extrusion die method, a casting nozzle method and a foundry method.
  • application methods such as roller application method, printing method, screen printing method, anilox roller method, inkjet method and spray method.
  • To feed the coating unit according to the invention can optionally be a metering and mixing unit and coating unit a conveying and / or mixing unit, for.
  • a single-screw or twin-screw extruder be interposed.
  • the optional extruder can be heated separately.
  • initiation of crosslinking of the PSA after its coating is particularly preferred.
  • a radiation chemical process is particularly advantageous.
  • the crosslinking is called ultraviolet radiation.
  • Material which in this embodiment of the invention, the photoinitiator functions preferably contains as groups X and / or groups Y, irradiated and cross-linked.
  • mercury high-pressure or medium-pressure lamps are used in particular at a power of 80 to 240 W / cm.
  • Further radiation sources which can be used in the context of this invention are the radiation sources known to the person skilled in the art.
  • that will be described below are the radiation sources known to the person skilled in the art.
  • the irradiation intensity is adapted to the respective quantum yield of the UV photoinitiator, the degree of crosslinking to be set and the web speed.
  • Typical irradiation devices that can be used are linear cathode systems, scanner systems or Segment cathode systems, as far as it is electron beam accelerator.
  • Typical acceleration voltages are in the range between 50 kV and 1 MV, preferably 80 kV and 300 kV.
  • the applied radiation doses are between 5 and 250 kGy, in particular between 20 and 100 kGy.
  • thermal energy is used to initiate the crosslinking reaction, then it must be ensured that the crosslinking process has not yet progressed too far during the coating since this alters the coating behavior of the formulation.
  • thermal energy it is particularly preferred to prepare a compound which already contains filler particles of grade B and polymers of grade A, but groups X and Y are selected so that they can not react directly with one another but only through the intermediation of a crosslinker or a coupling reagent.
  • Crosslinkers or coupling reagents are then preferably metered into the otherwise fully homogenized compound immediately before coating and mixed with it.
  • a two- or multi-component process is performed, in which all raw materials are divided into at least two mass stocks that a spatial separation is guaranteed until just before the coating of all those raw materials that are capable of a thermal reaction with each other.
  • the thermal energy is then either taken from the preheated mass flows, made available by adjusting a temperature of the coating unit or realized via a heat channel or an infrared path after the coating. It is also possible according to the invention to utilize the thermal energy released in one or more exothermic reactions for the course of this thermal reaction. Combinations of these process possibilities, in particular with the radiation-chemical crosslinking processes, are possible in the context of this invention.
  • self-adhesive products takes place in a continuous process in which the process steps of compounding, coating and crosslinking are coupled directly and thus an in-line process is used.
  • Self-adhesive products take place in a continuous process in which the process steps of compounding, coating and crosslinking are coupled directly and thus an in-line process is used.
  • the pressure-sensitive adhesives prepared by the processes according to the invention can be used for the construction of various self-adhesive products such as, for example, self-adhesive tapes or self-adhesive films. Inventive structures of self-adhesive products are shown in FIG. Each layer in the self-adhesive tape assemblies of the invention may optionally be foamed.
  • a self-adhesive product according to the invention consists of the pressure-sensitive adhesive in a single-layered structure (structure in FIG. 6.1).
  • This structure can optionally one-sided or both sides with a release liner, z. B. a release film or a release paper are covered.
  • the layer thickness of the PSA is typically between 1 .mu.m and 2000 .mu.m, preferably between 5 .mu.m and 1000 .mu.m.
  • the PSA may also be on a support, in particular a film or paper support or a textile fabric (structure in Figure 6.2).
  • the support may be pretreated on the side facing the PSA side in accordance with the prior art, so that, for example, an improvement in the pressure-sensitive adhesive anchorage is achieved.
  • the page can be equipped with a functional layer, which can act as a barrier layer, for example.
  • the backing may be pretreated according to the prior art, so that, for example, a release effect is achieved.
  • the carrier back can also be printed.
  • the PSA may optionally be covered with a release paper or release liner.
  • the PSA has a typical layer thickness between 1 .mu.m and 2000 .mu.m, preferably between 5 .mu.m and 1000 .mu.m.
  • the construction according to FIG. 6.3 is a double-sided self-adhesive product which is used as a middle layer z.
  • Adhesive adhesives of the same or different types and / or identical or different layer thicknesses according to the invention are used in this construction as upper and lower layers.
  • the carrier may be pretreated on one or both sides according to the prior art, so that, for example, an improvement of the pressure-sensitive adhesive anchoring is achieved.
  • one or both sides may be provided with a functional layer which may act as a barrier layer, for example.
  • the pressure-sensitive adhesive layers can optionally covered with release papers or release liners.
  • the pressure-sensitive adhesive layers typically have layer thicknesses of between 1 ⁇ m and 2 000 ⁇ m, preferably between 5 ⁇ m and 1000 ⁇ m, independently of one another.
  • FIG. 6.4 As a further double-sided self-adhesive product, the structure according to FIG. 6.4 is a variant according to the invention.
  • a pressure-sensitive adhesive layer according to the invention carries on one side a further PSA layer which, however, can be of any desired nature and therefore need not be in accordance with the invention.
  • the structure of this self-adhesive product can optionally be covered with one or two release films or release papers.
  • the pressure-sensitive adhesive layers independently of one another, have layer thicknesses of typically between 1 ⁇ m and 2000 ⁇ m, preferably between 5 ⁇ m and 1000 ⁇ m.
  • the structure according to FIG. 6.5 is also a double-sided self-adhesive product which contains a pressure-sensitive adhesive composition according to the invention and any desired further.
  • the two pressure-sensitive adhesive layers in FIG. 6.5 are separated from one another by a carrier, a carrier film, a carrier paper, a textile fabric or a carrier foam.
  • the carrier may be pretreated on one or both sides according to the prior art, so that, for example, an improvement of the pressure-sensitive adhesive anchoring is achieved.
  • one or both sides may be provided with a functional layer which may act as a barrier layer, for example.
  • the pressure-sensitive adhesive layers can optionally be covered with release papers or release liners.
  • the pressure-sensitive adhesive layers independently of one another, have layer thicknesses of typically between 1 ⁇ m and 2000 ⁇ m, preferably between 5 ⁇ m and 1000 ⁇ m.
  • the self-adhesive product according to the invention according to FIG. 6.6 contains a layer of material according to the invention as a middle layer, which is provided on both sides with any desired or different types of pressure-sensitive adhesive.
  • One or both sides of the middle layer may be provided with a functional layer which may act as a barrier layer, for example.
  • the outer pressure-sensitive adhesive layers can optionally be covered with release papers or release liners.
  • the outer pressure-sensitive adhesive layers independently of one another, have layer thicknesses of typically between 1 ⁇ m and 2000 ⁇ m, preferably between 5 ⁇ m and 1000 ⁇ m.
  • the thickness of the middle layer is typically between 1 .mu.m and 2000 .mu.m, preferably between 5 .mu.m and 1000 .mu.m. Test Methods
  • test A1 Melt viscosities (test A1) and first normal stress differences are calculated for solvent-free, unvarnished test samples as a function of the shear rate and temperature using a PC-controlled high-pressure capillary rheometer from Göttfert (model
  • the shear rate for the tests is 1000 s ⁇ 1 .
  • the measuring temperature depends on the
  • the R value is determined as the ratio of the first normal stress difference and the product of viscosity and shear rate (Test A2).
  • Coated and crosslinked solvent-free PSA samples are sealed in a polyethylene nonwoven bag. Soluble components are extracted with toluene over a period of three days with daily solvent exchange. From the difference in sample weights before extraction and after extraction, the gel value is determined as a percentage of the weight fraction of the polymer that is not extractable with toluene.
  • peel strength is tested on the basis of PSTC-1.
  • a 50 micron thick pressure-sensitive adhesive layer is applied on a 25 micron thick PET film.
  • a 2 cm wide strip of this pattern is duplicated on a ground steel plate by five times
  • the test is based on PSTC-7. On a 25 micron thick PET film, a 50 micron thick pressure-sensitive adhesive layer is applied. A 1, 3 cm wide strip of this pattern is glued on a polished steel plate over a length of 2 cm with a 2 kg roll by twice double rolling over. The slides are equilibrated for 30 min under test conditions (temperature and humidity) but without load. Then the test weight is added so that a shear stress is generated parallel to the bond area and the time is measured until the bond fails.

Abstract

The invention relates to a method for producing a pressure-sensitive adhesive mass on the basis of at least one polymer, consisting in subjecting the at least one polymer to cross-linking, said polymer having functional groups Y. In addition, said polymer is mixed with at least one type of functionalized particles having at least one non-polymeric base unit. The invention is characterized in that the particles comprise a surface modification of the base unit, said surface modification of the particles having at least one type of functional groups X and the cross-linking of the polymer being at least partially achieved by a reaction of functional groups X with functional groups Y of the polymer. Also disclosed are pressure-sensitive adhesive masses based on at least one cross-linked polymer component, wherein the polymer component is at least partially cross-linked by the integration of functionalized particles, the particles comprising at least one non-polymeric base unit and a surface modification of said base unit, and wherein the surface modification of the particles has at least one type of functional groups X which are capable of reacting with functional groups Y present in the polymer component. The invention further relates to the use of surface-modified functionalized particles having a non-polymeric base unit as cross-linking reagents for cross-linking polymers for the production of pressure-sensitive adhesive masses.

Description

tesa AG tesa AG
Beschreibungdescription
Haftklebemassen und Verfahren zu deren HerstellungPressure-sensitive adhesives and process for their preparation
Die vorliegende Erfindung betrifft Haftklebemassen, die bevorzugt lösungsmittelfrei prozessiert werden können und sich neben guter Verarbeitbarkeit und insbesondere Beschichtbarkeit durch gute Produkteigenschaften auszeichnen. Die Erfindung umfasst die Zusammensetzung neuartiger Haftklebemassenformulierungen, deren Herstellung, Verarbeitung und Verwendung in selbstklebenden Produkten. Ferner ist ein neuartiges Konzept Teil dieser Erfindung, über das die Kombination aus guter Verarbeitbarkeit und guten Produkteigenschaften für solche Haftklebemassenformulierungen realisiert werden kann.The present invention relates to pressure-sensitive adhesives which can preferably be processed solvent-free and are distinguished not only by good processability and, in particular, coatability by good product properties. The invention encompasses the composition of novel PSA formulations, their preparation, processing and use in self-adhesive products. Furthermore, a novel concept is part of this invention, over which the combination of good processability and good product properties for such PSA formulations can be realized.
Stand der TechnikState of the art
Im Bereich der Klebstoffe zeichnen sich Haftklebstoffe insbesondere durch ihre permanente Klebrigkeit aus. Ein Material, das permanente Klebrigkeit aufweist, muss zu jedem Zeitpunkt eine geeignete Kombination aus adhäsiven und kohäsiven Eigenschaften aufweisen. Dies unterscheidet es beispielsweise von reaktiven Klebstoffen, die im nicht ausreagierten Zustand kaum Kohäsion bieten. Für gute Produkteigenschaften gilt es, Haftklebemassen so einzustellen, dass die Balance aus adhäsiven und kohäsiven Eigenschaften optimal austariert ist. Diese Balance wird typischerweise dadurch erreicht, dass Polymerketten, die in Haftklebemasseformulierungen enthalten sind, in weitmaschige Netzwerke umgewandelt werden. Die Natur des Netzwerks hat dabei einen entscheidenden Einfluss auf die adhäsiven und kohäsiven Eigenschaften der Haftklebemasse. Ein Material mit ausgeprägter Vernetzung zeigt zwar gute Kohäsion, doch ist die Nachgiebigkeit reduziert, so dass sich das Material nur unzureichend an die Rauhigkeit einer Substratoberfläche anpassen kann. Zudem kann ein Material mit ausgeprägter Vernetzung nur in geringerem Maße Verformungsenergie, wie sie unter Belastung auftritt, dissipieren. Durch beide Phänomene wird die Klebkraft reduziert. Ein geringfügig vernetztes Material dagegen kann zwar gut auf rauhe Oberflächen auffließen und Verformungsenergie dissipieren, so dass die Anforderungen an die Adhäsion erfüllt sein können, jedoch widersteht das Material auf Grund einer reduzierten Kohäsion auf nur unzureichende Weise einer Belastung. Eine Vernetzungsart, die einen Einfluss auf die Adhäsions/Kohäsions-Balance hat, sind temporäre Polymerkettenverschlaufungen. Diese reichen jedoch nur dann für eine genügende Kohäsion der Haftklebemasse aus, wenn die Molmasse der Polymere hinreichend hoch ist. Haftklebemassen basierend auf Naturkautschuken können alleinig auf diesem Vernetzungsprinzip beruhen. Weitere Möglichkeiten, die Vernetzung der Haftklebemasse einzustellen, sind chemische und damit irreversible Vernetzungen. Eine chemische Vernetzung kann ferner durch strahlenchemische Behandlung der Haftklebemassen erreicht werden. Weiterhin ist es möglich, physikalische Vernetzungsprinzipien zu nutzen. Beispiele für solche, typischerweise thermoreversiblen Vernetzungen in Haftklebemassen liegen in thermoplastischen Elastomeren wie in einigen Blockcopolymeren oder semikristallinen Polymeren vor.In the field of adhesives, pressure-sensitive adhesives are distinguished in particular by their permanent tackiness. A material that has permanent tack must have a suitable combination of adhesive and cohesive properties at all times. This distinguishes it, for example, from reactive adhesives, which hardly provide cohesion in the unreacted state. For good product properties, it is necessary to adjust pressure-sensitive adhesives so that the balance of adhesive and cohesive properties is optimally balanced. This balance is typically achieved by converting polymer chains contained in PSA formulations into wide-meshed networks. The nature of the network has a decisive influence on the adhesive and cohesive properties of the PSA. Although a material with pronounced cross-linking shows good cohesion, the flexibility is reduced, so that the material can not sufficiently adapt to the roughness of a substrate surface. In addition, a material with pronounced cross-linking can only dissipate deformation energy to a lesser extent, as occurs under load. Both phenomena reduce the bond strength. On the other hand, although a slightly crosslinked material can flow well on rough surfaces and dissipate deformation energy so that the adhesion requirements can be met, the material is insufficiently resistant to stress due to reduced cohesion. One type of crosslinking that has an influence on the adhesion / cohesion balance is temporary polymer chain entanglements. However, these are sufficient only for a sufficient cohesion of the PSA, if the molecular weight of the polymers is sufficiently high. Pressure-sensitive adhesives based on natural rubbers can be based solely on this crosslinking principle. Further possibilities for adjusting the crosslinking of the PSA are chemical and thus irreversible crosslinking. Chemical crosslinking can also be achieved by radiation-chemical treatment of the PSAs. Furthermore, it is possible to use physical networking principles. Examples of such, typically thermoreversible crosslinks in PSAs are in thermoplastic elastomers such as in some block copolymers or semicrystalline polymers.
Neben den angesprochenen Vernetzungsprinzipien können auch Füllstoffe zur Steigerung der Kohäsion eingesetzt werden. Dabei führt häufig eine Kombination aus Füllstoff/Füllstoff- Wechselwirkungen und Füllstoff/Polymer-Wechselwirkungen zu der gewünschten Verstärkung der Polymermatrix. Eine hierauf basierende Kohäsionssteigerung stellt eine weitere physikalische Vernetzungsart dar.In addition to the mentioned crosslinking principles, fillers can also be used to increase the cohesion. Often, a combination of filler / filler interactions and filler / polymer interactions results in the desired reinforcement of the polymer matrix. A cohesion increase based on this represents another physical type of crosslinking.
Für Füllstoffe, die im Hinblick auf einen verstärkenden Effekt in Haftklebemassen genannt werden, ist insbesondere die Klasse der pyrogenen Kieselsäuren zu nennen. Sie werden u. a. als Verdickungsmittel, Gelierungsmittel oder Thixotropiermittel in Fluiden unterschiedlichster Art eingesetzt, wobei man ihren Einfluss auf die TheologischenFor fillers which are mentioned in terms of a reinforcing effect in PSAs, in particular the class of fumed silicic acids may be mentioned. You will u. a. used as thickening agents, gelling agents or thixotropic agents in fluids of various kinds, with their influence on the theological
Eigenschaften der Fluide nutzt. Dabei wird der Einsatz von hydrophiler und hydrophoberProperties of the fluids uses. The use of hydrophilic and hydrophobic
Kieselsäure beschrieben. Beispiele für die Verwendung von pyrogener Kieselsäure auf dem Gebiet der Haftklebemassen sind in US 4,163,081 durch Dow Corning, US 4,710,536 durchSilica described. Examples of the use of fumed silica in the field of pressure-sensitive adhesives are described in US 4,163,081 by Dow Corning, US 4,710,536
3M und in DE 102 08 843 A1 durch BASF AG beschrieben.3M and described in DE 102 08 843 A1 by BASF AG.
Als weitere Füllstoffe wurden in WO 02/81586 A1 durch 3M, in WO 02/24756 A2 durch Rohm & Haas und in JP 2002 167,557 durch Sekisui die Verwendung von modifizierten Schichtsilikaten zur Verbesserung der Produkteigenschaften beschrieben.Other fillers described in WO 02/81586 A1 by 3M, in WO 02/24756 A2 by Rohm & Haas and in JP 2002 167,557 by Sekisui describe the use of modified phyllosilicates for improving the product properties.
In allen diesen Fällen resultiert die Verstärkung durch einen Einfluss der Partikel auf den Elastizitätsmodul des Elastomerkomposits. Die Wechselwirkung wird dabei durch physikalische Wechselwirkungen zwischen einzelnen Partikeln einerseits und Partikeln und Polymeren andererseits hervorgerufen. Oftmals reichen diese physikalischen Wechselwirkungen jedoch nicht aus, um bereits geringen mechanischen Deformationen, wie sie beispielsweise bei der Belastung einer Haftklebemassenfuge durch Scherung oder Schälung auftreten können, zu widerstehen. Dieses nichtlineare Phänomen ist als Payne- Effekt bekannt und äußert sich als Elastizitätsmodulverlust unter Deformation. Eine Übersicht zur Beschreibung dieses Effekts und zu verschiedenen mechanistischen Erklärungsansätzen geben Heinrich und Klüppel [G. Heinrich, M. Klüppel, Adv. Polym. Sei., 2002, 160, 1 - 44].In all these cases, the reinforcement results from an influence of the particles on the elastic modulus of the elastomer composite. The interaction is caused by physical interactions between individual particles on the one hand and particles and polymers on the other hand. Often, however, these physical interactions are not sufficient to even small mechanical deformations, as for example when loading a PSA by shear or Peeling may occur, withstand. This nonlinear phenomenon is known as the Payne effect and manifests itself as elastic modulus loss under deformation. An overview of the description of this effect and various mechanistic explanations are given by Heinrich and Klüppel [G. Heinrich, M. Klüppel, Adv. Polym. Sci., 2002, 160, 1-44].
Im vorangegangenen Teil wurden verschiedene Beispiele für Vernetzungsarten gegeben, wie sie in Haftklebemassen zur Verbesserung der Produkteigenschaften, insbesondere der Kohäsion, angewendet werden können. Für jede dieser Vernetzungsarten stellt sich die Frage, inwieweit sie einen Einfluss auf die Verarbeitungseigenschaften und hier insbesondere das Beschichtungsverhalten haben. Eine diesbezügliche Diskussion wird im Folgenden vorgenommen.In the previous part, various examples of types of crosslinking have been given, such as can be used in PSAs for improving product properties, in particular cohesion. For each of these types of crosslinking, the question arises to what extent they have an influence on the processing properties and in particular the coating behavior. A related discussion will be made below.
Neben den Produkteigenschaften und damit der optimalen Balance aus adhäsiven und kohäsiven Eigenschaften einer Haftklebemasse ist auch ihre Verarbeitbarkeit von zentraler Bedeutung. Im Allgemeinen verringert sich die Verarbeitbarkeit durch die Vernetzung einer Formulierung. Meistens wird die Verarbeitbarkeit sogar unmöglich. Daher ist es vorteilhaft, die Vernetzung erst während oder nach der Verarbeitung insbesondere während oder nach der Beschichtung durchzuführen oder zu initiieren. Resultiert der Vernetzungszustand jedoch aus der bloßen Existenz eines Bestandteils in der Formulierung, wie es bei den oben genannten Füllstoffen der Fall ist, dann wird bereits eben dadurch das Verarbeitungsverhalten beeinträchtigt. Polymere mit hohen Molmassen zählen ebenso zu Formulierungsbestandteilen, die aufgrund ihres Verschlaufungszustands vorteilhafte Produkteigenschaften aufweisen, aber in der Verarbeitbarkeit - ebenfalls aufgrund ihres Verschlaufungszustands - Nachteile zeigen können. In beiden Fällen, also bei Verschlaufungen und Füllstoffen, wirken sich die physikalischen Prinzipien, die zur Vernetzung des Haftklebemassensystems und damit vorteilhaften Produkteigenschaften führen, negativ auf das Verarbeitungsverhalten, insbesondere die Beschichtbarke it, aus.In addition to the product properties and thus the optimum balance of adhesive and cohesive properties of a PSA, their processability is also of central importance. In general, processability is reduced by the crosslinking of a formulation. Mostly, processability even becomes impossible. It is therefore advantageous to carry out or initiate crosslinking only during or after processing, in particular during or after the coating. However, if the crosslinking state results from the mere existence of a constituent in the formulation, as is the case with the above-mentioned fillers, the processing behavior is impaired thereby. High molecular weight polymers also belong to formulation ingredients which, because of their entangled state, have advantageous product properties, but may be disadvantageous in processibility, also due to their entangled state. In both cases, that is, entanglements and fillers, the physical principles which lead to crosslinking of the PSA system and thus advantageous product properties have a negative effect on the processing behavior, in particular the coating barrier.
Klassische Ansätze, dieses Dilemma zu umgehen, beruhen auf der Verwendung von Lösungsmitteln als Prozesshilfsmitteln. Ein gesteigertes Umweltbewusstsein und derClassic approaches to circumvent this dilemma are based on the use of solvents as process tools. An increased environmental awareness and the
Wunsch nach immer effizienteren Produktionsverfahren begründen jedoch den Trend zu lösungsmittelfreien Prozessen. Im Vergleich zu lösungsmittelhaltigen Verarbeitungsverfahren weisen die polymerbasierenden Haftklebstoffrohmassen bei den sogenannten Hotmelt-However, the desire for ever more efficient production methods justifies the trend towards solvent-free processes. Compared to solvent-containing processing methods, the polymer-based pressure-sensitive adhesive raw materials used in the so-called hotmelt
Verfahren (Heißschmelz-Verfahren) in ihrer Schmelze durch die Verschlaufungen und/oder Füllstoffpartikel einen Vernetzungszustand auf, der mit deutlich höheren Viskositäten undProcess (hot melt process) in their melt through the entanglements and / or filler particles to a crosslinking state, with significantly higher viscosities and
Elastizitäten verbunden ist. Im Gegensatz zu physikalischen Vernetzungsarten bieten chemische Vernetzungsmethoden den Vorteil, dass die Netzwerkbildung durch geeignete Prozessführung erst während der Verarbeitung initiiert werden kann. Jedoch ist die Verwendung chemischer Vernetzer durch ihre Reaktivität über die Topfzeit limitiert. Bildet sich das Netzwerk in einer zu ausgeprägten Weise, bevor das Material beschichtet ist, dann führt die bereits gestiegene Elastizität zu einer Verschlechterung der Verarbeitungseigenschaften, und es können Beschichtungsbilder verminderter Qualität resultieren. Eine besondere Schwierigkeit ergibt sich bei lösungsmittelfreien Systemen, da hier erhöhte Temperaturen für die Verarbeitung notwendig sind, was gleichzeitig zu einer Beschleunigung der chemischen Vernetzungsreaktion führt. Ein Beispiel für ein solches System wird in US 4,524,104 durch Sanyo beschrieben. Strahlenchemische Vernetzungsmethoden erscheinen in diesem Sinne vorteilhaft, da erst nach der Beschichtung die Netzwerkbildung gezielt initiiert wird, wie es beispielsweise in EP 377 199 durch BASF vorgeschlagen wird. Um jedoch Netzwerke mit einer Struktur zu erhalten, die den späteren Produktanforderungen im Hinblick auf Scherfestigkeit genügen, sind abermals Polymere mit recht hoher Molmasse erforderlich, die wiederum durch ihren Verschlaufungszustand Nachteile im Verarbeitungsverhalten aufweisen können.Elasticities is connected. In contrast to physical types of crosslinking, chemical crosslinking methods offer the advantage that network formation can only be initiated by suitable process control during processing. However, the use of chemical crosslinkers is limited by their reactivity over the pot life. If the network forms too much before the material is coated, then the already increased elasticity will result in a deterioration of the processing properties, and lower quality coating images may result. A particular difficulty arises in solvent-free systems, since elevated temperatures are necessary for the processing, which at the same time leads to an acceleration of the chemical crosslinking reaction. An example of such a system is described in U.S. 4,524,104 by Sanyo. Radiation-crosslinking methods appear to be advantageous in this sense, since only after the coating network formation is specifically initiated, as proposed for example in EP 377 199 by BASF. However, to obtain networks with a structure that meets the later product requirements in terms of shear strength, again quite high molecular weight polymers are required, which in turn may have disadvantages in processing behavior by their Schlaufungszustand.
Typischerweise verschlechtert sich die Verarbeitbarkeit eines Materials mit der Erhöhung seiner Elastizität. Netzwerkbildung führt dabei immer zu einer Steigerung des Speichermoduls und damit höherer Elastizität. In Folge dessen verschlechtert sich die Fließfähigkeit, die zur Verarbeitung und zum Beschichten benötigt wird, oder geht sogar gänzlich verloren. Bei der Beschichtung können dann Inhomogenitäten im Beschichtungsbild bis hin zum Schmelzebruch auftreten. Verschiedene Autoren beschreiben dieses Phänomen insbesondere für Kapillar- und Extrusionsdüsen. Literatur hierzu ist bei Pahl et al. [M. Pahl, W. Gleißle, H. -M. Laun, Praktische Rheologie der Kunststoffe und Elastomere, 4. Aufl., 1995, VDI Verlag, Düsseldorf, S. 191fJ und Tanner [R. I. Tanner, Engineering Rheology, 2. Aufl., 2000, Oxford University Press, Oxford, S. 523fJ zu finden.Typically, the processability of a material deteriorates with the increase in its elasticity. Network formation always leads to an increase of the memory module and thus higher elasticity. As a result, the flowability required for processing and coating deteriorates or even is completely lost. In the case of coating, inhomogeneities in the coating pattern up to melt fracture can then occur. Various authors describe this phenomenon, in particular for capillary and extrusion nozzles. Literature on this is in Pahl et al. [M. Pahl, W. Gleissle, H. -M. Laun, Practical Rheology of Plastics and Elastomers, 4th ed., 1995, VDI Verlag, Dusseldorf, p 191fJ and Tanner [R. I. Tanner, Engineering Rheology, 2nd ed., 2000, Oxford University Press, Oxford, p. 523fJ.
Es werden daher Systeme gesucht, die bevorzugt lösungsmittelfrei beschichtbar sind und die eine Kombination aus guten Produkteigenschaften einerseits - und zwar hier insbesondere im Bezug auf Kohäsion - aufweisen und andererseits verbesserte Verarbeitungseigenschaften, insbesondere Beschichtbarkeit zeigen.Therefore, systems are sought which are preferably coatable solvent-free and which have a combination of good product properties on the one hand - and in particular with respect to cohesion - and on the other hand show improved processing properties, in particular coatability.
Ein besonders vorteilhaftes Beispiel für Systeme, die dieser Anforderungskombination zumindest zum Teil genügen, stellen Blockcopolymere dar, die Segmente enthalten, die bei hohen Temperaturen erweichen (die so genannte Hartphase), und andere, die beiA particularly advantageous example of systems which at least partially satisfy this combination of requirements are block copolymers containing segments which soften at high temperatures (the so-called hard phase) and others which are known in the art
Anwendungstemperatur geschmolzen vorliegen. Die Erweichungstemperatur der Hartphase ist durch die Verwendung spezieller Monomere typischerweise so eingestellt, dass bei Raumtemperatur gute Produkteigenschaften vorherrschen, das Material aber bei prozesstechnisch sinnvollen Temperaturen auf einfache Weise aus der Schmelze beschichtet werden kann. Da diese Materialien typischerweise keine hohen Molmassen aufweisen, liegt ihre Schmelzviskosität und die Elastizität, sobald die Hartphase erweicht vorliegt, vergleichsweise niedrig.Application temperature melted present. The softening temperature of the hard phase Due to the use of special monomers, it is typically adjusted in such a way that good product properties prevail at room temperature, but the material can be coated from the melt in a simple manner at process-technically sensible temperatures. Since these materials typically do not have high molecular weights, their melt viscosity and elasticity are comparatively low once the hard phase is softened.
Nachteilig an den angesprochenen Haftklebemassen basierend auf Blockcopolymeren ist jedoch ihre Wärmescherfestigkeit, die durch die bei erhöhter Temperatur einsetzende Erweichung der Hartdomänen limitiert ist. Als ein weiterer Nachteil sind die aufwendigen Herstellungsbedingungen für Blockcopolymere zu nennen. Um Polymere mit der geforderten blockartigen Struktur in ausreichender Qualität herstellen zu können, sind kontrollierte oder lebende Polymerisationverfahren erforderlich, die zum Teil aufwendig sind. Zudem sind nicht immer alle Monomerkombinationen auf einfache Weise realisierbar. Damit ist der Blockcopolymeransatz einerseits nicht als universell also flexibel für viele Polymersysteme anzusehen. Andererseits besteht der Bedarf an Haftklebemassen mit einer besseren Wärmescherfestigkeit.A disadvantage of the above-mentioned PSAs based on block copolymers, however, is their thermal shear strength, which is limited by the softening of the hard domains which begins at elevated temperature. Another disadvantage is the complicated production conditions for block copolymers. In order to produce polymers with the required block-like structure in sufficient quality, controlled or living polymerization processes are required, which are sometimes expensive. In addition, not all monomer combinations are always feasible in a simple manner. On the one hand, the block copolymer approach is therefore not universally regarded as flexible for many polymer systems. On the other hand, there is a need for pressure-sensitive adhesives having better thermal resistance.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein flexibles Konzept zur Verfügung zu stellen, das eine geeignete Kombination von Material und Verfahren umfasst, so dass bevorzugt lösungsmittelfrei prozessierbare Haftklebemassen mit guten Verarbeitungseigenschaften und guten Produkteigenschaften hergestellt werden können.The aim of the present invention is therefore to provide a flexible concept which comprises a suitable combination of material and process, so that preferably solvent-free processable PSAs with good processing properties and good product properties can be produced.
Wie jetzt gefunden wurde, lässt sich diese Anforderungskombination bestehend aus guter Verarbeitbarkeit und guten Produkteigenschaften dadurch lösen, dass ein Verfahren zurAs has now been found, this combination of requirements, consisting of good processability and good product properties, can be solved by providing a process for
Herstellung von vernetzten Haftklebemassen eingesetzt wird, bei welchem eine spezielleProduction of crosslinked PSAs is used, in which a special
Haftklebemassenformulierung derartig funktionalisierte Partikeln enthält, dass die Partikeln während oder nach der Beschichtung durch Einwirken von Strahlungsenergie, insbesondere von elektromagnetischer Strahlung, von Partikelstrahlung und/oder thermischer Energie mit zumindest einer Sorte polymerer Bestandteile der Haftklebemassenformulierung verknüpft werden können.Pressure-sensitive adhesive formulation contains such functionalized particles that the particles can be linked during or after the coating by the action of radiation energy, in particular electromagnetic radiation, particle radiation and / or thermal energy with at least one kind of polymeric constituents of the PSA formulation.
Beschreibungdescription
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer vernetzten Haftklebemasse, vernetzte Haftklebemassen, welche nach einem derartigen Verfahren erhältlich sind, sowie die Verwendung derartiger Haftklebemassen. Weiterhin umfasst die Erfindung Zwischenprodukte aus einem derartigen Verfahren, insbesondere die Zusammensetzung neuartiger Formulierungen für Haftklebemassen. Die Kombination der erfindungsgemäßen neuartigen Haftklebemassenformulierungen mit dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren ist ebenfalls erfindungsgemäß und ein zentraler Bestandteil dieser Anmeldung (vgl. hierzu auch Fig. 1).The present invention relates to a process for the preparation of a crosslinked PSA, crosslinked PSAs obtainable by such a process, and the use of such PSAs. Furthermore, the Intermediate products of such a process, in particular the composition of novel formulations for PSAs. The combination of the inventive novel PSA formulations with the preparation process according to the invention is likewise in accordance with the invention and a central component of this application (see also FIG. 1).
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Haftklebemasse auf Basis zumindest eines Polymers A, bei welchem eine Vernetzung des zumindest einen Polymers A durchgeführt wird, wobei das Polymer funktionelle Gruppen Y aufweist, wobei weiterhin das Polymer mit zumindest einer Sorte funktionalisierter Partikeln B (im weiteren auch „Füllstoffpartikeln" genannt) versetzt ist. Die Partikeln weisen zumindest eine nichtpolymere Basiseinheit sowie eine Oberflächenmodifikation dieser Basiseinheit auf, die Oberflächenmodifikation der Basiseinheit zumindest eine Sorte funktioneller Gruppen X. Die Vernetzung des Polymers wird erfindungsgemäß zumindest zum Teil durch eine Reaktion der funktionellen Gruppen X der Partikeln und der funktionellen Gruppen Y des Polymers bewirkt. Die Vernetzung kann im erfindungsgemäßen Sinne auch vollständig mittels der funktionalisierten Partikeln bewirkt werden.The invention relates to a method for producing a pressure-sensitive adhesive based on at least one polymer A, in which a crosslinking of the at least one polymer A is carried out, wherein the polymer has functional groups Y, wherein furthermore the polymer with at least one kind of functionalized particles B (hereinafter The particles have at least one non-polymeric base unit and a surface modification of this base unit, the surface modification of the base unit at least one kind of functional group X. According to the invention, the crosslinking of the polymer is at least partly due to a reaction of the functional groups X. of the particles and of the functional groups Y of the polymer The crosslinking can also be effected completely in the sense of the invention by means of the functionalized particles.
Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens.The subclaims relate to advantageous variants of the method according to the invention.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Haftklebemasse, basierend auf zumindest einer vernetzten Polymerkomponente A, wobei die Vernetzung der Polymerkomponente A zumindest zum Teil durch Einbau von funktionalisierten Partikeln B bewirkt wird, wobei die Partikeln B zumindest eine nichtpolymere Basiseinheit sowie eine Oberflächenmodifikation dieser Basiseinheit aufweisen, wobei die Oberflächenmodifikation der Partikeln B zumindest eine Sorte funktioneller Gruppen X aufweist, welche in der Lage sind, mit in der Polymerkomponente A vorhandenen funktionellen Gruppen Y zu reagieren.The invention further relates to a pressure-sensitive adhesive based on at least one crosslinked polymer component A, wherein the crosslinking of the polymer component A is effected at least in part by incorporation of functionalized particles B, the particles B having at least one non-polymeric base unit and a surface modification of this base unit, wherein the Surface modification of the particles B has at least one variety of functional groups X, which are able to react with functional groups Y present in the polymer component A.
Insbesondere als erfindungsgemäß herausgestellt werden soll eine solche Haftklebemasse, wenn sie nach den als erfindungsgemäß beschriebenen Verfahren erhältlich ist.In particular, it is intended to emphasize such a pressure-sensitive adhesive when it is obtainable by the process described as being according to the invention.
Die Erfindung betrifft zusätzlich die Verwendung von oberflächenmodifizierten Partikeln mit einer nichtpolymeren Basiseinheit, insbesondere von solchen wie im Rahmen dieser Schrift beschriebenen Partikeln, als Vernetzungsreagenzien von Polymeren zur Herstellung von Haftklebemassen. Weiterhin als erfindungsgemäß gelten die noch nicht vernetzten, mit den funktionalisierten Partikeln B versetzten Polymere A. Dabei können in der zu vernetzenden Haftklebemasse weitere Komponenten anwesend sein.The invention additionally relates to the use of surface-modified particles with a nonpolymeric base unit, in particular of those particles described within the scope of this document, as crosslinking reagents of polymers for producing PSAs. Also considered to be in accordance with the invention are the not yet crosslinked polymers A which have been added with the functionalized particles B. Other components may be present in the PSA to be crosslinked.
Die erfindungsgemäßen Haftklebemassenformulierungen enthalten zumindest eine Sorte eines Polymers A, das zumindest eine Sorte an Gruppen vom Typ Y enthält, sowie zumindest eine Sorte an Füllstoffpartikeln B, die an der Partikeloberfläche zumindest eine Sorte an Gruppen vom Typ X enthalten. Gruppen vom Typ Y und vom Typ X sind im Sinne dieser Erfindung so gewählt, dass durch Einwirken elektromagnetischer Strahlung, Partikelstrahlung und/oder thermischer Energie eine Bindung zwischen zumindest einer Gruppe vom Typ Y und zumindest einer funktionellen Gruppe vom Typ X gebildet wird, so dass sich ein Addukt vom Typ B-X'-Y'-A entsteht (siehe hierzu Abbildung 2). Dabei deutet die Bezeichnung X an, dass sich die Struktur der funktionellen Gruppe X nach abgelaufener Reaktion geändert haben kann. In gleicher weise zeigt die Bezeichnung Y an, dass sich die Struktur der funktionellen Gruppe Y nach abgelaufener Reaktion geändert haben kann. Es ist ebenfalls erfindungsgemäß, wenn sich die funktionellen Gruppen X und Y nicht in ihrer Struktur geändert haben, aber trotzdem eine Verknüpfung eingegangen sind.The PSA formulations according to the invention contain at least one type of polymer A which contains at least one type of Y-type group and at least one type of filler particles B which contain at least one type of X-type group on the particle surface. For the purposes of this invention, groups of the Y type and the X type are selected such that a bond between at least one Y-type group and at least one X-type functional group is formed by the action of electromagnetic radiation, particle radiation and / or thermal energy An adduct of the type B-X'-Y'-A is formed (see Figure 2). The designation X indicates that the structure of the functional group X may have changed after the reaction has ended. Similarly, the designation Y indicates that the structure of the functional group Y may have changed after the reaction has been completed. It is also according to the invention if the functional groups X and Y have not changed in their structure, but nevertheless have entered a link.
In dieser Beschreibung sind unter den Begriffen "Elektromagnetische Strahlung" und "Partikelstrahlung" alle Strahlungsformen zu verstehen, die bei V. D. McGinniss zusammengefasst sind [V. D. McGinniss in Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, H. F. Mark, N. M. Bikales, C. G. Overberger, G. Menges (Hrsg.), 2. Aufl., 1986, Wiley, New York, Bd. 4, S. 418ff]. Diese Strahlungsformen sind bevorzugt erfindungsgemäß einsetzbar. Durch die erfindungsgemäße Verwendung der hier beschriebenen neuartigen Formulierungen in Kombination mit dem hier beschriebenen Verfahren werden vorteilhaft vernetzte Haftklebemassen gewonnen. Die funktionalisierten Füllstoffpartikel B wirken dabei als multifunktionelle Vernetzer. Durch ihr Vermögen, mehrere Polymerketten in einem Vernetzungspunkt zu verknüpfen, ist es möglich, die Molmasse der zu vernetzenden polymeren Bestandteile der Haftklebemasse zu reduzieren (von polymeren Bestandteilen für die Haftklebemasse auszugehen, die - bezogen auf übliche Verfahren nach dem Stand der Technik - eine reduzierte Molmasse aufweisen). Es folgt eine Verbesserung des Verarbeitungsverhaltens. Umgekehrt ist es im Sinne dieser Erfindung auch möglich, Haftklebemassen, die vernetzbare Polymere geringer Molmasse enthalten, mit den erfindungsgemäßen Füllstoffpartikeln zu versetzen. Nach Einwirken elektromagnetischer Strahlung, von Partikelstrahlung und/oder thermischer Energie erhält man andere Netzwerkstrukturen, als wenn die erfindungsgemäßen Füllstoffpartikel nicht zugegen wären. Dieser neuartige Vernetzungszustand zeichnet sich dadurch aus, dass mit ihm verbesserte Produkteigenschaften, insbesondere eine gesteigerte Kohäsion der Haftklebemasse korreliert sind. Typischerweise ist es charakteristisch für den neuartigen Vernetzungszustand, dass die adhäsiven Eigenschaften der erfindungsgemäßen Haftklebemassen zumindest auf dem Niveau liegen, auf dem auch eine vernetzte Haftklebemasse liegt, die keine erfindungsgemäßen Füllstoffpartikel enthält, aber vergleichbar prozessiert wurde und einen vergleichbaren Gelanteil aufweist.In this description, the terms "electromagnetic radiation" and "particle radiation" are to be understood as all radiation forms which are summarized by VD McGinniss [VD McGinniss in Encyclopaedia of Polymer Science and Engineering, HF Mark, NM Bikales, CG Overberger, G. Menges ( Ed.), 2nd ed., 1986, Wiley, New York, Vol. 4, p. 418ff]. These radiation forms are preferably used according to the invention. Crosslinked PSAs are advantageously obtained by the novel use of the novel formulations described here in combination with the process described here. The functionalized filler particles B act as multifunctional crosslinkers. By virtue of its ability to combine several polymer chains at one crosslinking point, it is possible to reduce the molecular weight of the polymeric constituents of the PSA to be crosslinked (starting from polymeric constituents for the PSA which, based on conventional processes of the prior art, have a reduced molecular weight Have molecular weight). This is followed by an improvement in the processing behavior. Conversely, for the purposes of this invention, it is also possible to add pressure-sensitive adhesives containing crosslinkable polymers of low molecular weight to the filler particles according to the invention. After exposure to electromagnetic radiation, particle radiation and / or thermal energy, network structures other than if the filler particles of the invention were not present are obtained. This novel state of crosslinking is characterized by the fact that improved product properties, in particular an increased cohesion of the PSA, are correlated with it. It is typically characteristic of the novel crosslinking state that the adhesive properties of the PSAs according to the invention are at least at the level at which a crosslinked PSA is present which contains no filler particles according to the invention but has been processed in a comparable manner and has a comparable gel content.
Vorteilhaft geht man vor, indem die erfindungsgemäßen Haftklebemassenformulierungen, die zumindest eine Sorte eines erfindungsgemäßen Polymers A und zumindest eine Sorte eines funktionalisierten Füllstoffpartikels B enthalten, im Rohzustand, also vor Beginn des Prozessierens, gute Verarbeitungseigenschaften aufweisen. Als Verarbeitungseigenschaften seien im Sinne dieser Erfindung insbesondere die Viskosität der Haftklebemassenformulierung sowie ihre Elastizität gemeint. Die Viskosität wird als Nullviskosität η0 für verschiedene Temperaturen angegeben. Sie kann aus kapillarviskosimetrisch bestimmten Viskositätskurven erhalten werden. Die Elastizität wird in Form der ersten Normalspannungsdifferenz N1 angegeben, ebenfalls bei verschiedenen Temperaturen. Auch die Daten zur ersten Normalspannungsdifferenz können aus kapillarviskosimetrischen Experimenten erhalten werden. Beide Größen, die Viskosität und die erste Normalspannungsdifferenz, sind im Allgemeinen für Haftklebemassenformulierungen scherratenabhängig. Je nach Prozess und den darin auftretenden Scherraten können sie also für eine gegebene Haftklebemasseformulierung variieren. Es ist für die Beschreibung dieser Erfindung sinnvoll, sich auf eine Scherrate zu beschränken, ohne jedoch damit die erfindungsgemäß einsetzbaren Verfahren diesbezüglich einzuschränken. Als eine solche Scherrate wird die Scherrate von 1000 s~1 als repräsentativer vorteilhafter Wert ausgewählt. Für die Verarbeitbarkeit und insbesondere die Beschichtbarkeit ist es sehr von Vorteil, wenn ein bestimmtes Verhältnis aus Elastizität und Viskosität bei der durch den Prozess vorgegebenen Scherrate nicht überschritten wird. Ist dieses Verhältnis zu hoch, überwiegt der elastische Charakter des zu beschichtenden Materials. In Folge dessen kann Schmelzebruch auftreten, was sich in einem inhomogenen Strichbild äußert (M. Pahl, W. Gleißle, H. -M. Laun, Praktische Rheologie der Kunststoffe und Elastomere, 4. Aufl., 1995, VDI Verlag, Düsseldorf, S. 191f).Advantageously, the novel PSA formulations containing at least one grade of a polymer A according to the invention and at least one grade of a functionalized filler particle B have good processing properties in the raw state, ie before the beginning of the processing. For the purposes of this invention, the processing properties are in particular the viscosity of the PSA formulation and its elasticity. The viscosity is given as the zero viscosity η 0 for different temperatures. It can be obtained from capillary viscosimetrically determined viscosity curves. The elasticity is given in the form of the first normal stress difference N 1 , also at different temperatures. The data for the first normal voltage difference can also be obtained from capillary-viscometric experiments. Both sizes, the viscosity and the first normal stress difference, are generally shear rate dependent for PSA formulations. Thus, depending on the process and the shear rates involved, they can vary for a given PSA formulation. It is useful for the description of this invention, to limit itself to a shear rate, but without thereby limiting the inventively employable method in this regard. As such a shear rate, the shear rate of 1000 s -1 is selected as the representative preferable value. For the processability and especially the coatability, it is very advantageous if a certain ratio of elasticity and viscosity is not exceeded at the shear rate predetermined by the process. If this ratio is too high, the elastic character of the material to be coated predominates. As a result, melt fracture may occur, which manifests itself in an inhomogeneous line image (M.Pahl, W. Gleißle, H. -M. Laun, Practical Rheology of Plastics and Elastomers, 4th ed., 1995, VDI Verlag, Dusseldorf, p 191f).
Erkenntnissen der kapillarviskosimetrischen Rheologie entsprechend bestimmt das Verhältnis R = N1/! aus erster Normalspannungsdifferenz N1 und der Schubspannung τ dasAccording to the results of capillary-viscometric rheology, the ratio R = N 1 /! from first normal voltage difference N 1 and the shear stress τ the
Verarbeitungsverhalten einer Polymerschmelze [W. Gleißle, Rheol. Acta, 1982. 21, 484 -Processing behavior of a polymer melt [W. Gleissle, Rheol. Acta, 1982. 21, 484 -
487; M. Pahl, W. Gleißle, H.-M. Laun, Praktische Rheologie der Kunststoffe und Elastomere, 4. Aufl., 1995, VDI Verlag, Düsseldorf, S. 320ff]. Die Schubspannung τ ist dabei als Produkt aus Viskosität und Scherrate gegeben. Der Zähler des Quotienten N1/! beschreibt also die elastischen Eigenschaften des Materials, der Nenner die viskosen. Letzterer führt zudem die Abhängigkeit von der Prozessgeschwindigkeit in Form der Scherrate vor Augen. Oberhalb eines kritischen Wertes für R treten Fließanomalien auf. Gelingt es also, bei den Scherraten, die während der Verarbeitung vorherrschen, N1 durch ein Materialkonzept zu reduzieren oder zumindest nicht weiter durch zusätzliche Vernetzungseinflüsse anwachsen zu lassen, dann wird erwartet, dass sich das Material ohne Schmelzeinhomogenitäten beschichten lässt. Dies kann beispielsweise derart erfolgen, dass eine Vernetzung erst nach der Beschichtung initiiert wird, wie es beispielsweise bei einer strahlenchemischen Behandlung möglich ist. Das bestrahlte und damit vernetzte Material weist eine erhöhte Elastizität und damit verbunden eine höhere erste Normalspannungsdifferenz auf und könnte in diesem Zustand nicht mit gutem Beschichtungsbild verarbeitet werden. Die nichtvemetzte Schmelze jedoch ist weniger elastisch, zeigt eine geringere erste Normalspannungsdifferenz und lässt sich erfolgreich beschichten. Für Haftklebemassen mit guter Kohäsion werden häufig Polymere mit hohen Molmassen benötigt. Diese können allerdings durch intermolekulare Wechselwirkungen, wie Verschlaufungen, bereits im chemisch unvemetzten Zustand hohe Elastizitäten aufweisen, was zu Nachteilen im Beschichtungsverhalten führen kann.487; M. Pahl, W. Gleissle, H.-M. Laun, practical rheology of plastics and elastomers, 4th ed., 1995, VDI Verlag, Dusseldorf, p. 320ff]. The shear stress τ is given as the product of viscosity and shear rate. The numerator of the quotient N 1 /! describes the elastic properties of the material, the denominator the viscous. The latter also shows the dependence on the process speed in the form of the shear rate in mind. Above a critical value for R, flow anomalies occur. If, therefore, at the shear rates prevailing during processing, it is possible to reduce N 1 by a material concept or at least not to increase it further by additional crosslinking effects, then it is expected that the material can be coated without melt inhomogeneities. This can be done, for example, such that a crosslinking is initiated only after the coating, as is possible for example in a radiation-chemical treatment. The irradiated and thus crosslinked material has increased elasticity and, associated therewith, a higher first normal stress difference and could not be processed in this state with a good coating pattern. However, the non-crosslinked melt is less elastic, exhibits a lower first normal stress differential, and can be successfully coated. For PSAs having good cohesion, polymers having high molecular weights are often needed. However, these intermolecular interactions, such as entanglements, can already exhibit high elasticities in the chemically unvarnished state, which can lead to disadvantages in the coating behavior.
Das neuartige erfindungsgemäße Konzept umfasst, dass die Kohäsion der erfindungsgemäßen Haftklebemasse im Wesentlichen durch einen verbesserten Vernetzungszustand über chemische Verknüpfung von Polymeren an Füllstoffoberflächen erfolgt. Daher ist eine hohe Molmasse der Polymere nicht mehr zwingend erforderlich und das Beschichtungsverhalten in Folge dessen in nicht mehr so ausgeprägtem Maße durch Kettenverschlaufungen eingeschränkt. Die Partikel selbst liegen während des Prozessierens als disperse Phase in der Haftklebemassenformulierung vor. Da sie zu diesem Zeitpunkt noch nicht chemisch mit polymeren Bestandteilen der Formulierung verknüpft sind, tragen sie zu diesem Zeitpunkt nur unvollständig zur Elastizität der Formulierung bei. Erst bei Initiierung der Vernetzungsreaktion während und/oder nach der Beschichtung wird die gewünschte Kohäsion erzeugt. Die Anforderungen an die erfindungsgemäßen Haftklebemasseformulierungen lauten damit, dass sich die Formulierung im nichtvernetzten Zustand durch eine gute Verarbeitbarkeit, gegeben beispielsweise durch eine niedrige erste Normalspannungsdifferenz, und insbesondere das Verhältnis R, sowie im vernetzten Zustand eine gute Kohäsion, gegeben beispielsweise durch die Scherstandzeit oder den Gelanteil eines Selbstklebebandprüfkörpers, auszeichnen muss. Vorteilhafte erfindungsgemäße Haftklebemassen, die über den erfindungsgemäßen Beschichtungs- und Vernetzungsprozess gewonnen werden, weisen im Vergleich zu einer Formulierung, die genauso beschichtet und vernetzt wurde, jedoch keine erfindungsgemäßen Füllstoffpartikel enthält, aber einen vergleichbaren Gelanteil aufweist (Test B), typischerweise eine um mindestens 50 %, bevorzugt um mindestens 100 % gesteigerte Scherstandzeit nach Test D auf. Die Adhäsion, gegeben durch die Klebkraft nach Test C, ist für das erfindungsgemäße Haftklebemassensystem typischerweise mindestens auf dem gleichen Niveau, auf dem auch die Adhäsion des zuvor genannten Referenzsystems liegt, oder liegt bevorzugt sogar um mindestens 25 % höher. Gleichzeitig erhöht sich der R-Wert der erfindungsgemäßen Haftklebemasse im unvemetzten Zustand bei einer materialspezifisch geeigneten Temperatur zwischen 25 °C und 300 °C, ebenfalls im Vergleich zu einer Formulierung, die keine erfindungsgemäßen Füllstoffpartikel enthält und auch unvernetzt ist, kaum und bleibt bei Werten von bevorzugt höchstens R = 3,5 (Test A2). Die Viskosität der erfindungsgemäßen Haftklebemassen liegt bei derselben Temperatur nicht oder nur wenig, und zwar bis bevorzugt höchstens 25 %, höher als die einer Formulierung, die keine erfindungsgemäßen Füllstoffpartikel enthält und auch unvernetzt ist (Test A1).The novel concept according to the invention comprises that the cohesion of the pressure-sensitive adhesive of the invention is essentially achieved by an improved crosslinking state via chemical linking of polymers to filler surfaces. Therefore, a high molecular weight of the polymers is no longer absolutely necessary and consequently the coating behavior is less limited by chain entanglements. The particles themselves are present during processing as a disperse phase in the PSA formulation. Since they are not yet chemically linked to polymeric components of the formulation at this time, they only contribute incompletely to the elasticity of the formulation at this time. Only upon initiation of the crosslinking reaction during and / or after coating does the desired cohesion be generated. The requirements of the pressure-sensitive adhesive formulations according to the invention are that the formulation in the non-crosslinked state is given a good processibility, for example by a low first normal stress difference, and in particular the ratio R, and in the crosslinked state a good cohesion, for example by shearing life or Gel content of a self-adhesive tape specimen, must be distinguished. Advantageous PSAs according to the invention which are obtained via the coating and crosslinking process according to the invention have, compared to a formulation which has been coated and crosslinked in the same way, but contains no filler particles according to the invention, but has a comparable gel fraction (test B), typically at least 50 %, preferably increased by at least 100% shear time after test D. The adhesion, given by the bond strength according to test C, is typically at least at the same level as the adhesion of the aforementioned reference system for the PSA system according to the invention, or is preferably at least 25% higher. At the same time, the R value of the pressure-sensitive adhesive according to the invention in the unvemetted state at a material-specific suitable temperature between 25 ° C. and 300 ° C., also in comparison with a formulation which contains no filler particles according to the invention and is also uncrosslinked, hardly increases and remains at values of preferably at most R = 3.5 (test A2). The viscosity of the PSAs of the invention is not or only slightly at the same temperature, preferably up to at most 25%, higher than that of a formulation which contains no filler particles according to the invention and is also uncrosslinked (test A1).
Zusammensetzung erfindungsgemäßer HaftklebemassenformulierungenComposition of PSA Compositions According to the Invention
Die erfindungsgemäßen Haftklebemassenformulierungen enthalten zumindest eine Polymersorte A und zumindest eine Füllstoffpartikelsorte B, wobei sich die zumindest eine Polymersorte A über in ihr vorhandene Gruppen Y mit Gruppen X, die sich auf der Oberfläche der zumindest einen Füllstoffpartikelsorte B befinden, durch Einwirken elektromagnetischer Strahlung, von Partikelstrahlung und/oder thermischer Energie während und/oder nach einer Beschichtung verbinden kann. Die erfindungsgemäße Haftklebemasse kann optional weitere Bestandteile außer Polymeren A und Füllstoffpartikeln B enthalten. In diesem Abschnitt soll auf die erfindungsgemäßen Polymere A, die erfindungsgemäßen Füllstoffe B und weitere in den erfindungsgemäßen Haftklebemasseformulierungen optional einsetzbare Bestandteile eingegangen werden sowie die Art der Gruppen X und Y beschrieben werden.The PSA formulations according to the invention comprise at least one type of polymer A and at least one type of filler particle B, wherein the at least one polymer grade A has groups Y present therein with groups X which are on the surface of the at least one filler particle type B, by the action of electromagnetic radiation, of particle radiation and / or thermal energy during and / or after a coating. The pressure-sensitive adhesive of the invention may optionally contain further constituents other than polymers A and filler particles B. In this section, reference is made to the polymers A according to the invention, the fillers B according to the invention and further constituents which can optionally be used in the PSA formulations according to the invention and the nature of the groups X and Y are described.
Die erfindungsgemäßen Haftklebemassen enthalten vorteilhaft bis zu 50 Gew.-% zumindest einer Füllstoffpartikelsorte B, bevorzugt bis zu 20 Gew.-%, sehr bevorzugt bis zu 12 Gew.-%. Polymere AThe PSAs according to the invention advantageously contain up to 50% by weight of at least one filler particle type B, preferably up to 20% by weight, very preferably up to 12% by weight. Polymers A
Die zumindest eine Polymersorte A ist dann bevorzugt erfindungsgemäß, wenn sie eine Molmasse von nicht mehr als 10.000.000 g/mol, bevorzugt nicht mehr als 500.000 g/mol aufweist. Ferner weist die zumindest eine Polymersorte A bevorzugt eine Erweichungstemperatur von kleiner als 100 °C auf, besonders bevorzugt kleiner als 20 °C. Die zumindest eine Polymersorte A kann von linearer, verzweigter, sternförmiger oder gepfropfter Struktur sein, um nur einige Beispiele zu geben, und als Homopolymer oder statistisches Copolymer aufgebaut sein. Die Bezeichnung "statistisches Copolymer" beinhaltet im Sinne dieser Erfindung nicht nur solche Copolymere, in denen die bei der Polymerisation eingesetzten Comonomere rein statistisch eingebaut sind, sondern auch solche, bei denen Gradienten in der Comonomerzusammensetzung und/oder lokale Anreicherungen einzelner Comonomersorten in den Polymerketten vorkommen.The at least one type of polymer A is then preferred according to the invention if it has a molecular weight of not more than 10,000,000 g / mol, preferably not more than 500,000 g / mol. Furthermore, the at least one polymer grade A preferably has a softening temperature of less than 100 ° C., more preferably less than 20 ° C. The at least one type of polymer A may be of linear, branched, star or grafted structure, to give only a few examples, and constructed as a homopolymer or random copolymer. The term "random copolymer" for the purposes of this invention includes not only those copolymers in which the comonomers used in the polymerization are purely randomly incorporated, but also those in which occur gradients in the comonomer composition and / or local enrichment of individual Comonomersorten in the polymer chains ,
Als Molmasse ist in diesem Zusammenhang das Gewichtsmittel der Molmassenverteilung, wie sie beispielsweise über gelpermeationschromatographische Untersuchungen zugänglich ist, zu verstehen. Unter Erweichungstemperatur sei in diesem Zusammenhang die Glasübergangstemperatur für amorphe Systeme und die Schmelztemperatur für semikristalline Systeme verstanden, die beispielsweise durch die dynamische Differentialkalorimetrie (DSC) bestimmt werden können. Sind Zahlenwerte für Erweichungstemperaturen angegeben, dann beziehen sich diese bei amorphen Systemen auf die Mittelpunktstemperatur der Glasstufe und bei semikristallinen Systemen auf die Temperatur bei maximaler Wärmetönung während des Phasenübergangs.The molecular weight in this context is the weight average molecular weight distribution, as it is accessible, for example, via gel permeation chromatographic investigations. Softening temperature in this context means the glass transition temperature for amorphous systems and the melting temperature for semicrystalline systems, which can be determined for example by dynamic differential scanning calorimetry (DSC). If numerical values for softening temperatures are given, then in the case of amorphous systems these relate to the mid-point temperature of the glass step and, in the case of semicrystalline systems, to the temperature with maximum exotherm during the phase transition.
Es ist zudem im Sinne dieser Erfindung möglich, dass es sich bei der zumindest einen Polymersorte A um ein Blockcopolymer handelt. Vorteilhaft sind insbesondere solche Blockcopolymere, bei denen bevorzugt jeder der vorkommenden Blöcke (unabhängig voneinander) eine Molmasse von kleiner als 1.000.000 g/mol, bevorzugt kleiner als 250.000 g/mol aufweist, von linearer, verzweigter, sternförmiger oder gepfropfter Struktur ist und/oder als Homopolymer oder statistisches Copolymer aufgebaut ist. Ferner vorteilhaft weist zumindest eine Blocksorte eine Erweichungstemperatur von kleiner als 100 °C auf, bevorzugt kleiner als 20 °C. Die einzelnen im Blockcopolymer vorkommenden Blocksorten können sich im Hinblick auf die Comonomerzusammensetzung und optional in ihrer Molmasse und/oder Erweichungstemperatur und/oder Struktur (z. B. linearer oder verzweigter Art) unterscheiden. Die verschiedenen Polymerarme in sternförmigen und gepfropften Systemen können von verschiedener chemischer Natur sein, also aus unterschiedlichen Monomeren bestehen oder/und unterschiedlicheIt is also possible within the meaning of this invention that the at least one type of polymer A is a block copolymer. Particularly advantageous are those block copolymers in which preferably each of the occurring blocks (independently of one another) has a molecular weight of less than 1,000,000 g / mol, preferably less than 250,000 g / mol, of linear, branched, star-shaped or grafted structure and / or constructed as a homopolymer or random copolymer. Furthermore, at least one type of block advantageously has a softening temperature of less than 100 ° C., preferably less than 20 ° C. The individual block types occurring in the block copolymer may differ with regard to the comonomer composition and optionally in terms of their molecular weight and / or softening temperature and / or structure (for example of a linear or branched type). The different polymer arms in star-shaped and grafted systems can be of different chemical nature, that is to say consist of different monomers and / or different
Comonomerzusammensetzung aufweisen.Comonomer composition.
Polymere der Sorte A sind weiterhin dann erfindungsgemäß bevorzugt, wenn sie zumindest eine Sorte an Gruppen Y enthalten, die mit Gruppen X, die sich auf der Oberfläche der zumindest einen Füllstoffpartikelsorte B befinden, unter Einwirken elektromagnetischer Strahlung, von Partikelstrahlung und/oder thermischer Energie während oder nach einer Beschichtung eine Verbindung eingehen können. Die Gruppen der zumindest einen Sorte Y können auf vielfältige Weise in der zumindest einen Polymersorte A vorhanden sein. Die zumindest eine Polymersorte A kann beispielsweise als Homopolymer aus Monomeren, die die zumindest eine Sorte an Gruppen Y enthalten, aufgebaut sein. Ferner kann die zumindest eine Polymersorte A auch als statistisches Copolymer aufgebaut sein, das zumindest aus einer Sorte an Monomeren, die die zumindest eine Sorte an Gruppen Y enthalten, und optional einer oder mehrerer Sorten an Monomeren, die keine derartigen Gruppen enthalten, erhalten wird. Es ist weiterhin möglich, dass die zumindest eine Polymersorte A die zumindest eine Sorte an Gruppen Y lediglich an einzelnen Punkten entlang des Polymergerüsts enthält. Beispiele für solche Ausführungsformen beinhalten Gruppen, die sich an Kettenenden, im Bereich von Ketten- oder Blockmittelpunkten, im Bereich von Verzweigungspunkten oder im Bereich von Blockverbindungspunkten befinden. Polymere der zumindest einen Sorte A sind dann erfindungsgemäß besonders bevorzugt, wenn das Polymermolekül im Mittel wenigstens zwei solcher Gruppen enthält. Es ist außerdem möglich, dass die zumindest zwei Gruppen Y über eine Pfropfreaktion in das zumindest eine Polymer A eingebracht werden. Es ist ebenfalls erfindungsgemäß, die zumindest zwei Gruppen Y in die zumindest eine Polymersorte A einzubringen, indem eine polymeranaloge Reaktion durchgeführt wird. Es sind zudem beliebige Kombinationen aus den genannten Funktionalisierungsarten erfindungsgemäß.Polymers of grade A are furthermore preferred according to the invention if they contain at least one type of group Y which contains groups X which are located on the surface of the at least one type of filler particle B under the influence of electromagnetic radiation, particle radiation and / or thermal energy or connect after a coating. The groups of the at least one type Y can be present in a variety of ways in the at least one type of polymer A. The at least one type of polymer A may for example be constructed as a homopolymer of monomers containing at least one kind of groups Y. Further, the at least one type of polymer A may also be constructed as a random copolymer obtained from at least one kind of monomers containing at least one kind of groups Y and optionally one or more kinds of monomers not containing such groups. It is also possible that the at least one type of polymer A contains the at least one sort of groups Y only at individual points along the polymer backbone. Examples of such embodiments include groups located at chain ends, in the range of chain or block centers, in the range of branch points, or in the range of block junctions. Polymers of the at least one type A are then particularly preferred according to the invention if the polymer molecule contains on average at least two such groups. It is also possible that the at least two groups Y are introduced into the at least one polymer A via a grafting reaction. It is likewise according to the invention to introduce the at least two groups Y into the at least one polymer type A by carrying out a polymer-analogous reaction. In addition, any combinations of the mentioned types of functionalization are according to the invention.
Als Beispiele für Polymere A, aber ohne eine Einschränkung vornehmen zu wollen, seien als vorteilhaft im Sinne dieser Erfindung die folgenden Homopolymere und statistischen Copolymere genannt: Polyether, wie z. B. Polyethylenglykol, Polypropylenglykol oder Polytetrahydrofuran, Polydiene, wie z. B. Polybutadien oder Polyisopren, hydrierte Polydiene, wie z. B. Polyethylenbutylen oder Polyethylenpropylen, Kautschuke, wie z. B. Naturkautschuk, Nitril-Kautschuk oder Chloropren-Kautschuk, butadien haltiger Kautschuk, isoprenhaltiger Kautschuk, Polyisobutylen, Polyolefine, wie z. B. Ethylenhomopolymere oder -copolymere, Propylenhomopolymere oder -copolymere, metallocenkatalysierte Polyolefine, Polysiloxane, Polyalkylvinylether, Polymere unfunktionalisierter α,ß-ungesättigter Ester, Copolymere auf Basis α,ß- ungesättigter Ester, Copolymere auf Basis von Alkylvinylethem sowie Ethylenvinylacetat-Copolymere, EPDM-Kautschuke und Styrol-Butadien-Kautschuke genannt. Weitere vorteilhaft einsetzbare statistische Copolymere werden durch Copolymerisation von Isopren und/oder Butadien erhalten, weisen 1,4-, 1,2- und/oder 3,4- bzw. 1,4- und/oder 1,2-Einbau der Monomere in die Polymerkette auf und können vollständig oder partiell hydriert vorliegen.As examples of polymers A, but without wishing to make any restriction, the following homopolymers and random copolymers are mentioned as being advantageous for the purposes of this invention: polyethers, such as, for example, For example, polyethylene glycol, polypropylene glycol or polytetrahydrofuran, polydienes, such as. As polybutadiene or polyisoprene, hydrogenated polydienes such. As polyethylene butylene or polyethylene propylene, rubbers, such as. As natural rubber, nitrile rubber or chloroprene rubber, butadiene-containing rubber, isoprene-containing rubber, polyisobutylene, polyolefins, such as. Ethylene homopolymers or copolymers, propylene homopolymers or copolymers, metallocene catalyzed polyolefins, polysiloxanes, polyalkyl vinyl ethers, polymers of unfunctionalized α, β-unsaturated esters, copolymers based on α, β-unsaturated esters, copolymers based on alkyl vinyl ethers and ethylene-vinyl acetate copolymers, EPDM rubbers and styrene-butadiene rubbers. Further advantageously usable random copolymers are obtained by copolymerization of isoprene and / or butadiene, have 1,4-, 1,2- and / or 3,4- or 1,4- and / or 1,2-incorporation of the monomers in the polymer chain and may be fully or partially hydrogenated.
Besonders vorteilhaft im Sinne dieser Erfindung sind statistische Copolymere auf Basis von unfunktionalisierten α,ß-ungesättigten Estern einsetzbar. Werden diese für die zumindest eine Polymersorte A mit Copolymercharakter verwendet, dann können als Monomere bei ihrer Herstellung vorteilhaft prinzipiell alle dem Fachmann geläufigen Verbindungen, die sich zur Synthese von Polymeren eignen, eingesetzt werden. Bevorzugt werden α,ß-ungesättigte Alkylester der allgemeinen StrukturParticularly advantageous for the purposes of this invention are random copolymers based on unfunctionalized α, ß-unsaturated esters. If these are used for the at least one type of polymer A with a copolymer character, then, in principle, all the compounds which are familiar to the person skilled in the art and are suitable for the synthesis of polymers can be used as monomers in their preparation. Preference is given to α, β-unsaturated alkyl esters of the general structure
CH2=CH(R1XCOOR2) (I)CH 2 = CH (R 1 XCOOR 2 ) (I)
verwendet, wobei R1 = H oder CH3 und R2 = H oder lineare, verzweigte oder ringförmige, gesättigte oder ungesättigte Alkylreste mit 1 bis 30, insbesondere mit 4 bis 18 Kohlenstoffatomen darstellt.wherein R 1 = H or CH 3 and R 2 = H or linear, branched or cyclic, saturated or unsaturated alkyl radicals having 1 to 30, in particular having 4 to 18 carbon atoms.
Monomere, die sehr bevorzugt im Sinne der allgemeinen Struktur I für Polymere A mit Copolymercharakter eingesetzt werden, umfassen Acryl- und Methacrylsäureester mit Alkylgruppen bestehend aus 4 bis 18 C-Atomen. Spezifische Beispiele für entsprechende Verbindungen sind, ohne sich durch diese Aufzählung einschränken zu wollen, n-Butyl- acrylat, n-Butylmethacrylat, n-Pentylacrylat, n-Pentylmethacrylat, n-Hexylacrylat, n- Hexylmethacrylat, n-Heptylacrylat, n-Heptylmethacrylat, n-Octylacrylat, n-Octylmethacrylat, n-Nonylacrylat, n-Nonylmethacrylat, n-Decylacrylat, n-Decylmethacrylat, Dodecylacrylat, Dodecylmethacrylat, Hexadecylacrylat, Hexadecylmethacrylat, Octadecylacrylat, Octadecylmethacrylat, deren verzweigte Isomere, wie z. B. sec-Butylacrylat, sec- Butylmethacrylat, tert-Butylacrylat, tert-Butylmethacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, 2- Ethyl hexylmethacrylat und iso-Octylacrylat sowie cyclische Monomere wie z. B. Cyclohexylacrylat, Cyclohexylmethacrylat, Norbornylacrylat, Norbomylmethacrylat, Isobornylacrylat und Isobomylmethacrylat.Monomers which are very preferably used in the sense of general structure I for polymers A with a copolymer character include acrylic and methacrylic acid esters having alkyl groups consisting of 4 to 18 C atoms. Specific examples of such compounds are, without being limited by this list, n-butyl acrylate, n-butyl methacrylate, n-pentyl acrylate, n-pentyl methacrylate, n-hexyl acrylate, n-hexyl methacrylate, n-heptyl acrylate, n-heptyl methacrylate, n-octyl acrylate, n-octyl methacrylate, n-nonyl acrylate, n-nonyl methacrylate, n-decyl acrylate, n-decyl methacrylate, dodecyl acrylate, dodecyl methacrylate, hexadecyl acrylate, hexadecyl methacrylate, octadecyl acrylate, octadecyl methacrylate, their branched isomers such as e.g. As sec-butyl acrylate, sec-butyl methacrylate, tert-butyl acrylate, tert-butyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate, 2-ethylhexyl methacrylate and iso-octyl acrylate and cyclic monomers such. Cyclohexyl acrylate, cyclohexyl methacrylate, norbornyl acrylate, norbornyl methacrylate, isobornyl acrylate and isobornyl methacrylate.
Ebenfalls einsetzbar als Monomere für Polymere A mit Copolymercharakter sind Acryl- und Methacrylsäureester, die aromatische Reste enthalten, wie z. B. Phenylacrylat, Benzylacrylat, Benzoinacrylat, Phenylmethacrylat, Benzylmethacrylat oder Benzoinmethacrylat. Ferner können ethoxylierte und propoxylierte Acrylate und Methacrylate erfindungsgemäß eingesetzt werden. In solchen Systemen besteht die Acrylat- oder Methacrylatseitenkette formal aus einem Oligomer oder Polymer des Ethylenoxids oder Propylenoxids.Also useful as monomers for polymers A copolymer character are acrylic and methacrylic acid esters containing aromatic radicals such. Phenyl acrylate, benzyl acrylate, benzoin acrylate, phenyl methacrylate, benzyl methacrylate or benzoin methacrylate. Furthermore, ethoxylated and propoxylated acrylates and methacrylates can be used according to the invention. In such systems, the acrylate or methacrylate side chain is formally made of an oligomer or polymer of ethylene oxide or propylene oxide.
Weiterhin können optional Vinylmonomere aus den folgenden Gruppen eingesetzt werden: Vinylester, Vinylether, Vinylhalogenide, Vinylidenhalogenide, sowie Vinylverbindungen, die aromatische Zyklen und Heterozyklen in α-Stellung enthalten. Für die optional einsetzbaren Vinylmonomere seien beispielhaft ausgewählte erfindungsgemäß einsetzbare Monomere genannt: Vinylacetat, Vinylformamid, Vinylpyridin, Ethylvinylether, 2-Ethylhexylvinylether, Butylvinylether, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Acrylnitril, Styrol, α-Methylstyrol.Furthermore, vinyl monomers, vinyl ethers, vinyl ethers, vinyl halides, vinylidene halides, as well as vinyl compounds containing aromatic cycles and heterocycles in α-position can optionally be used. Examples of monomers which may be used according to the invention for the optionally usable vinyl monomers are: vinyl acetate, vinylformamide, vinylpyridine, ethylvinylether, 2-ethylhexylvinylether, butylvinylether, vinylchloride, vinylidenechloride, acrylonitrile, styrene, .alpha.-methylstyrene.
In einer bevorzugten Auslegungsform dieser Erfindung enthält die zumindest eine Polymersorte A ihre zumindest zwei Gruppen Y in Form zumindest eines speziellen Comonomers, das während der Polymerisation des Polymers statistisch copolymerisiert wurde. Dabei liegt der Stoffmengenanteil dieses zumindest einen speziellen Comonomers in Bezug auf die Zusammensetzung des Gesamtmonomergemischs bei der Herstellung des Gesamtpolymers bei bis zu 50 Gew.-%, bevorzugt bei bis zu 20 Gew.-%, sehr bevorzugt bei bis zu 5 Gew.-%. Der spezielle Charakter dieses zumindest einen Comonomers zeigt sich darin, dass es zumindest eine Gruppe Y trägt, die mit zumindest einer Gruppe X, die sich auf der Oberfläche der zumindest einen Füllstoffpartikelsorte B befindet, unter Einwirken elektromagnetischer Strahlung, von Partikelstrahlung und/oder thermischer Energie während oder nach einer Beschichtung eine Verbindung eingehen kann. Beispiele für Gruppen X und Y sind im Abschnitt "Kombinationen von Gruppen X und Y" beschrieben. Besonders bevorzugt werden Monomere auf Basis von α,ß-ungesättigten Estern, die diese Gruppen enthalten, eingesetzt. Es ist auch möglich, dass Gruppen Y über eine polymeranaloge Reaktion mit dem Polymer A an den Stellen, an denen diese speziellen Comonomere eingebaut sind, verbunden werden. Es ist ferner möglich, dass diese speziellen Comonomere vor der Polymerisation mit Gruppen Y derivatisiert werden, d. h. dass Comonomere mit nicht notwendigerweise erfindungsgemäßer Funktionalisierung vor der Polymerisation und damit Herstellung einer Polymersorte vom Typ A mit einer chemischen Baueinheit modifiziert wird, über die zumindest eine erfindungsgemäße Gruppe Y in das Comonomer eingebaut wird und nach dieser Modifikationsreaktion und anschließenden Polymerisation für die Ausbildung einer Verknüpfung auf erfindungsgemäße Weise mit zumindest einer Gruppe X zur Verfügung steht. Als Beispiele für Comonomere, die funktionelle Gruppen tragen, seien - ohne sich einschränken zu wollen - Allylacrylat, Allylmethacrylat, Tetrahydrofurfurylacrylat, Tetrahydrofurfurylmethacrylat, 2-Hydroxyethylacrylat, 2-Hydroxyethylmethacrylat, 3-Hydroxy- propylacrylat, 3-Hydroxypropylmethacrylat, 4-Hydroxybutylacrylat, 4-Hydroxybutylmeth- acrylat, Glycidylacrylat, Glycidylmethacrylat, acryliertes Benzophenon, methacryliertes Benzophenon, Crotonsäure, Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid, Itaconsäure, Itaconsäureanhydrid, 2-Dimethylaminoethylacrylat, 2-Dimethylaminoethylmethacrylat, 3- Dimethylaminopropylacrylat, 3-Dimethylaminopropylmethacrylat, N-tert-Butylacrylamid, N- tert-Butylmethacrylamid, N-iso-Propylacrylamid, N-iso-Propylmethacrylamid, Acrylamid, Methacrylamid, N-Methylolacrylamid, N-Methylolmethacrylamid, Acrylsäure, Methacrylsäure, Vinylalkohol, 2-Hydroxyethylvinylether, 3-Hydroxypropylvinylether, 4-Hydroxybutylvinylether und Allylglycidylether genannt.In a preferred embodiment of this invention, the at least one type of polymer A contains its at least two groups Y in the form of at least one particular comonomer which has been randomly copolymerized during polymerisation of the polymer. In this case, the molar fraction of this at least one particular comonomer with respect to the composition of the total monomer mixture in the production of the total polymer is up to 50 wt .-%, preferably up to 20 wt .-%, very preferably up to 5 wt .-% , The special character of this at least one comonomer is that it carries at least one group Y, which contains at least one group X, which is located on the surface of the at least one filler particle type B, under the influence of electromagnetic radiation, particle radiation and / or thermal energy during or after a coating can form a connection. Examples of groups X and Y are described in the section "Combinations of Groups X and Y". Particular preference is given to using monomers based on α, β-unsaturated esters which contain these groups. It is also possible that groups Y are linked via a polymer-analogous reaction with the polymer A at the sites where these particular comonomers are incorporated. It is also possible that these particular comonomers are derivatized prior to polymerization with groups Y, ie that comonomers having not necessarily inventive functionalization prior to polymerization and thus producing a type A polymer with a chemical moiety is modified via which at least one group of the invention Y is incorporated into the comonomer and after this modification reaction and subsequent polymerization for the formation of a linkage according to the invention with at least one group X available. Examples of comonomers bearing functional groups include, but are not limited to, allyl acrylate, allyl methacrylate, tetrahydrofurfuryl acrylate, tetrahydrofurfuryl methacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 3-hydroxypropyl acrylate, 3-hydroxypropyl methacrylate, 4-hydroxybutyl acrylate, 4- Hydroxybutyl methacrylate, glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, acrylated benzophenone, methacrylated benzophenone, crotonic acid, maleic acid, maleic anhydride, itaconic acid, itaconic anhydride, 2-dimethylaminoethyl acrylate, 2-dimethylaminoethyl methacrylate, 3-dimethylaminopropyl acrylate, 3-dimethylaminopropyl methacrylate, N-tert-butylacrylamide, N-tert- Butylmethacrylamid, N-iso-propylacrylamide, N-iso-propylmethacrylamide, acrylamide, methacrylamide, N-methylolacrylamide, N-methylolmethacrylamide, acrylic acid, methacrylic acid, vinyl alcohol, 2-hydroxyethyl vinyl ether, 3-hydroxypropyl vinyl ether, 4-hydroxybutyl vinyl ether and allyl glycidyl ether called.
Stellt die zumindest eine Polymersorte A ein Blockcopolymer dar, dann liegen im einfachsten Fall Diblockcopolymere der Form PA-PA bestehend aus einem Block PA und einem Block PA, die sich in Bezug auf die ausgewählten Ausgangsmonomere unterscheiden und optional in ihrer Erweichungstemperatur und/oder Molmasse und/oder Struktur (z. B. linearer oder verzweigter Art) verschieden sein können, vor. Weitere Ausführungsformen für Polymere A mit Blockcopolymercharakter sind, ohne sich einschränken zu wollen, Triblockcopolymere der Art PA-PA'-PA", Blockcopolymere der Art PA-PA'-PA"-PA'" sowie höhere Blockcopolymere, deren Strukturen diese Reihe fortführen. Triblockcopolymere und höhere Blockcopolymere sind dann erfindungsgemäß im Sinne der Polymere A mit Blockcopolymercharakter, wenn sich alle direkt miteinander verknüpften Blöcke in Bezug auf die ausgewählten Ausgangsmonomere sowie optional in ihrer Molmasse und/oder Erweichungstemperatur und/oder Struktur (z. B. linearer oder verzweigter Art) unterscheiden. Ferner sind Triblockcopolymere und höhere Blockcopolymere erfindungsgemäß im Sinne der Polymere A, wenn sich mehrere der nicht direkt miteinander verknüpften Blöcke in Bezug auf die ausgewählten Ausgangsmonomere sowie optional in ihrer Molmasse und/oder Erweichungstemperatur und/oder Struktur (z. B. linearer oder verzweigter Art) nicht voneinander unterscheiden. Eine bevorzugte Auslegung eines Polymers A mit Blockcopolymercharakter ist ein Triblockcopolymer der Art PA-PA'-PA", wobei PA und PA" in Bezug auf die ausgewählten Ausgangsmonomere, Molmasse, Erweichungstemperatur und Struktur gleich sind. Die Blockverknüpfung in Polymeren A mit Blockcopolymercharakter kann in einer linearen Form vorliegen, aber auch in einer sternförmigen Ausführung oder als Pfropfcopolymervariante. Jeder einzelne Block kann als Homopolymerblock oder Copolymerblock aufgebaut sein. Damit gelten für die Blöcke die Definitionen, wie sie im Abschnitt "Homopolymere" und "statistische Copolymere" ausgeführt sind. Kommt als Polymer A ein Blockcopolymer zur Anwendung, dann enthält bevorzugt zumindest eine Blocksorte Funktionalisierungen vom Typ Y. Besonders bevorzugt sind Diblockcopolymere, die in nur einer Blocksorte Funktionalisierungen vom Typ Y enthalten, symmetrische Triblockcopolymere, die nur in beiden Endblöcken Funktionalisierungen vom Typ Y enthalten und Triblockcopolymere, die nur im Mittelblock Funktionalitäten vom Typ Y enthalten.If the at least one type of polymer A is a block copolymer, then in the simplest case diblock copolymers of the form PA-PA consisting of a block PA and a block PA which differ with respect to the selected starting monomers and optionally in their softening temperature and / or molar mass and / or structure (eg of a linear or branched type) may be different. Further embodiments of polymers A of block copolymer character are, without intending to limit, triblock copolymers of the type PA-PA'-PA ", block copolymers of the type PA-PA'-PA" PA '"and higher block copolymers whose structures continue this series. Triblock copolymers and higher block copolymers are then according to the invention in the sense of polymers A with block copolymer character, if all directly linked blocks with respect to the selected starting monomers and optionally in their molecular weight and / or softening temperature and / or structure (eg linear or branched type Further, triblock copolymers and higher block copolymers are according to the invention in the sense of the polymers A, if several of the blocks not directly linked to one another are selected with respect to the selected starting monomers and optionally in their molecular weight and / or softening temperature and / or structure (eg or branched type) are not different from each other. A preferred design of a block copolymer-type polymer A is a triblock copolymer of the type PA-PA'-PA "wherein PA and PA" are the same with respect to the selected starting monomers, molecular weight, softening temperature and structure. The block linkage in polymers A of block copolymer character may be in a linear form, but also in a star-shaped form or as a graft copolymer variant. Each individual block can be constructed as a homopolymer block or copolymer block. Thus, for the blocks, the definitions as set forth in the section "Homopolymers" and "Statistical Copolymers" apply. If a block copolymer is used as polymer A, then preferably at least one block type will contain type Y functionalizations. Particularly preferred are diblock copolymers which contain Y type functionalizations in only one block type, symmetric triblock copolymers containing Y type functionalizations in both end blocks only Triblock copolymers containing only type Y functionalities in the middle block.
Füllstoffpartikel BFiller particles B
Als die zumindest eine Füllstoffpartikelsorte B kommen im Sinne dieser Erfindung bevorzugt solche Füllstoffpartikel zur Anwendung, bei denen die Basiseinheiten ohne Oberflächenmodifikationen Erweichungstemperaturen von größer als 200 °C aufweisen, bevorzugt von größer als 500 0C. Es sind außerdem solche Systeme, deren Erweichungstemperatur (bezogen auf die nicht modifizierten Basiseinheiten) oberhalb der Zersetzungstemperatur liegt, dann erfindungsgemäß, wenn die Zersetzungstemperatur oberhalb 200 0C liegt, bevorzugt oberhalb 500 0C.When the at least one filler B in the meaning of this invention are preferably those filler particles for use in which comprise the basic units without surface modifications softening temperatures greater than 200 ° C, preferably greater than 500 0 C. There are also such systems, the softening temperature (based on the unmodified base units) above the decomposition temperature, then according to the invention, when the decomposition temperature is above 200 0 C, preferably above 500 0 C.
Die Materialien, auf denen die Basiseinheit der zumindest einen Füllstoffpartikelsorte B basiert, können anorganischer Natur sein oder ein anorganisch/organisches Hybrid material sein und einen amorphen, teilkristallinen oder kristallinen Charakter aufweisen. Auch sind Basiseinheiten organischer Natur im erfindungsgemäßen Sinne einsetzbar.The materials on which the base unit of the at least one filler particle type B is based may be inorganic in nature or may be an inorganic / organic hybrid material and have an amorphous, semi-crystalline or crystalline character. Also, base units of organic nature can be used in accordance with the invention.
Die Füllstoffpartikel können in ihrer Struktur bevorzugt kugelförmig, stäbchenförmig oder plättchenförmig vorliegen. Separierte Partikel, oftmals auch Primärpartikel genannt, sind dabei ebenso erfindungsgemäß wie aus mehreren Primärpartikeln gebildete Aggregate. Solche Systeme zeigen oft eine fraktale Überstruktur. Werden die Partikel aus Kristalliten gebildet, dann hängt die Primärpartikelform von der Art des Kristallgitters ab. Plättchenförmige Systeme können auch in Form von Schichtstapeln vorliegen.The filler particles may preferably be spherical, rod-shaped or platelet-shaped in structure. Separated particles, often called primary particles, are just as well according to the invention as aggregates formed from a plurality of primary particles. Such systems often show a fractal superstructure. If the particles are formed from crystallites, then the primary particle shape depends on the type of crystal lattice. Platelet-shaped systems can also be present in the form of layer stacks.
In einer vorteilhaften Ausführungsform dieser Erfindung liegt die zumindest eine funktionalisierte Füllstoffsorte in der Haftklebemasse im Wesentlichen in Form von singulären kugelförmigen Partikeln vor. Die Partikeldurchmesser weisen dann Werte von kleiner als 500 nm, bevorzugt von kleiner als 100 nm, sehr bevorzugt von kleiner 25 nm auf. In einer weiteren vorteilhaften Auslegung dieser Erfindung liegt die zumindest eine funktionalisierte Füllstoffsorte in der Haftklebemasse im Wesentlichen in Form von singulären plättchenförmigen Partikeln vor. Die Schichtdicke solcher Plättchen weist dann Werte von bevorzugt kleiner als 10 nm und einen größten Durchmesser von bevorzugt kleiner als 1000 nm auf. In einer weiteren vorteilhaften Auslegung dieser Erfindung liegt die zumindest eine Füllstoffsorte in der Haftklebemasse im Wesentlichen in Form von singulären stäbchenförmigen Partikeln vor. In diesem Fall weisen diese Stäbchen einen Durchmesser von kleiner als 100 nm und eine Länge von kleiner als 15 μm auf. Die Stäbchen können auch gekrümmt vorliegen und/oder flexibel sein. Weiterhin ist es im Sinne dieser Erfindung vorteilhaft möglich, dass die zumindest eine Füllstoffsorte in der Haftklebemasse in Form von Primärpartikelaggregaten vorliegt. Diese Aggregate weisen einen Gyrationsradius (zu verstehen analog dem von Polymeren bekannten Terminus "Gyrationsradius") von kleiner als 1000 nm, bevorzugt von kleiner als 250 nm auf. Besonders bevorzugt werden solche Füllstoffpartikel im Sinne dieser Erfindung eingesetzt, deren räumliche Ausdehnung in zumindest einer Richtung kleiner als 250 nm ist, bevorzugt kleiner als 100 nm, sehr bevorzugt kleiner als 50 nm. Es ist außerdem im Sinne dieser Erfindung möglich, Kombinationen aus den zuvor genannten Füllstoffarten einzusetzen.In an advantageous embodiment of this invention, the at least one functionalized filler type is present in the PSA essentially in the form of singular spherical particles. The particle diameters then have values of less than 500 nm, preferably less than 100 nm, very preferably less than 25 nm. In a further advantageous embodiment of this invention, the at least one functionalized filler in the PSA is substantially in the form of singular platelet-shaped particles. The layer thickness of such platelets then has values of preferably less than 10 nm and a maximum diameter of preferably less than 1000 nm. In a further advantageous embodiment of this invention, the at least one filler in the PSA is substantially in the form of singular rod-shaped particles. In this case, these rods have a diameter of less than 100 nm and a length of less than 15 microns. The rods may also be curved and / or flexible. Furthermore, it is advantageously possible for the purposes of this invention that the at least one filler type is present in the PSA in the form of primary particle aggregates. These aggregates have a radius of gyration (analogous to the term "gyration radius" known by polymers) of less than 1000 nm, preferably less than 250 nm. Particular preference is given to using those filler particles in the sense of this invention whose spatial extent in at least one direction is less than 250 nm, preferably less than 100 nm, very preferably less than 50 nm. It is also possible within the meaning of this invention to use combinations of the above to use the mentioned filler types.
Typische und erfindungsgemäß vorteilhafte Verbindungsklassen, aus denen die Basiseinheit der zumindest einen Füllstoffpartikelsorte B besteht, sind Oxide anorganischer Natur - insbesondere Metalloxide und/oder Halbmetalloxide - Salze der Erdalkalimetalle sowie Minerale auf Silikatbasis, insbesondere Tonminerale und Tone. Zu den erfindungsgemäß einsetzbaren amorphen oder kristallinen Metalloxiden zählen zum Beispiel Siliziumdioxid, Aluminiumoxid, Titandioxid, Zirkoniumdioxid und Zinkoxid. Dem Fachmann sind weitere Systeme geläufig, die ebenso erfindungsgemäß eingesetzt werden können. Erdalkalimetallsalze umfassen beispielsweise Carbonate, Sulfate, Hydroxide, Phosphate und Hydrogenphosphate des Magnesiums, des Calciums, des Strontiums und des Bariums. Zu den erfindungsgemäß einsetzbaren Tonmineralen und Tonen zählen insbesondere silikatische Systeme wie Serpentine, Kaoline, Talkum, Pyrophyllit, Smectite wie insbesondere Montmorillonit, Vermiculite, Illite, Glimmer, Sprödglimmer, Chlorite, Sepiolith und Palygorskit. Weiterhin können synthetische Tonminerale wie Hectorite sowie deren verwandte Systeme wie z. B. Laponite ® der Fa. Laporte und Fluorhectorite sowie deren verwandte Systeme wie z. B. Somasif ® der Fa. Co-Op erfindungsgemäß eingesetzt werden.Typical and inventively advantageous classes of compounds which make up the base unit of the at least one filler particle type B are oxides of inorganic nature - in particular metal oxides and / or semimetal oxides - salts of alkaline earth metals and silicates-based minerals, in particular clay minerals and clays. The amorphous or crystalline metal oxides which can be used according to the invention include, for example, silicon dioxide, aluminum oxide, titanium dioxide, zirconium dioxide and zinc oxide. The skilled worker is familiar with other systems which can also be used according to the invention. Alkaline earth metal salts include, for example, carbonates, sulfates, hydroxides, phosphates and hydrogen phosphates of magnesium, calcium, strontium and barium. Silica systems such as serpentines, kaolins, talc, pyrophyllite, smectites, in particular montmorillonite, vermiculites, illites, mica, spiked mica, chlorites, sepiolite and palygorskite, are among the clay minerals and clays that can be used according to the invention. Furthermore, synthetic clay minerals such as hectorites and their related systems such. B. Laponite ® Fa. Laporte and Fluorhectorite and their related systems such. B. Somasif ® Fa. Co-Op are used according to the invention.
Die zumindest eine Füllstoffpartikelsorte B liegt oberflächenmodifiziert vor. Typische und erfindungsgemäß vorteilhafte Oberflächenmodifikationsreagenzien sind Organosilane und Tenside, aber auch Organotitan-Verbindungen, Fettsäuren oder Polyelektrolyte wie beispielsweise kurzkettige Polymere mit hohem Acrγlsäureanteil. Die Funktion dieser Oberflächenmodifikationsreagenzien besteht vor allem darin, Kompatibilität der Partikeloberfläche mit der Matrix, in der sie dispergiert werden sollen, zu schaffen. Als weitere Aufgabe werden Oberflächenmodifikationsreagenzien eingesetzt, um Zusammenlagerungen kleinerer Partikel zu größeren Objekten zu verhindern. Sehr vorteilhaft im erfindungsgemäßen Sinne wird zumindest eine Sorte an Oberflächenmodifikationsreagenzien eingesetzt, die zusätzlich zu der kompatibilisierenden und aggregationsverhindemden Funktion auch die Möglichkeit bietet, über zumindest eine Gruppe X, die in der zumindest einen Sorte des Oberflächenmodifikationsreagenzes eingebaut ist, eine Verbindung mit zumindest einer Gruppe Y, die in zumindest einer Polymersorte A enthalten ist, unter Einwirkung elektromagnetischer Strahlung, von Partikelstrahlung und/oder thermischer Energie während oder nach einer Beschichtung einzugehen. Ein Füllstoffpartikel trägt an seiner Oberfläche bevorzugt mindestens 10 Gruppen der zumindest einen Sorte X, mehr bevorzugt mindestens 50.The at least one type of filler particle B is surface-modified. Typical surface modification reagents which are advantageous according to the invention are organosilanes and surfactants, but also organotitanium compounds, fatty acids or polyelectrolytes, such as, for example, short-chain polymers having a high acrylic acid content. The function of these surface modification reagents is, above all, compatibility of the Particle surface with the matrix in which they are to be dispersed to create. As another object, surface modification reagents are used to prevent coalescence of smaller particles into larger objects. Very advantageous in the sense of the invention, at least one type of surface modification reagent is used which, in addition to the compatibilizing and anti-aggregation function, also offers the possibility of connecting at least one group Y via at least one group X incorporated in the at least one kind of surface modification reagent , which is contained in at least one type of polymer A, to undergo exposure to electromagnetic radiation, particle radiation and / or thermal energy during or after a coating. A filler particle preferably carries on its surface at least 10 groups of at least one kind X, more preferably at least 50.
Füllstoffpartikel, die in ihrer nativen Form (in Form der nicht oberflächenmodifizierten Basiseinheit) an der Oberfläche Hydroxid-Gruppen enthalten, bieten bevorzugt die Möglichkeit einer Reaktion mit Chlorsilanen oder Alkoxysilanen. Im Anschluss an eine Hydrolyse des Silans findet eine Kondensation von Silanol-Gruppen mit den Hydroxid- Gruppen auf der Partikeloberfläche statt. Stellt zumindest ein Substituent am zentralen Silizium-Atom des Silans einen organischen Rest dar, wird bei kompletter Oberflächenbedeckung mit Silan-Molekülen auf diese Weise ein organophiler Mantel kovalent mit dem Füllstoffpartikel verknüpft und damit die Partikel polymermatrixkompatibel ausgestattet. Die Konzepte und typischerweise verwendete Materialklassen, die im Sinne dieser Erfindung eingesetzt werden können, werden z. B. von R. N. Rothon beschrieben [R. N. Rothon (Hrsg.), "Particulate-Filled Polymer Composites", 2. Aufl., 2003, Rapra Technology, Shawbury, 153-206].Filler particles containing in their native form (in the form of the non-surface-modified base unit) on the surface hydroxide groups, preferably offer the possibility of a reaction with chlorosilanes or alkoxysilanes. Following hydrolysis of the silane, condensation of silanol groups with the hydroxide groups on the particle surface takes place. If at least one substituent on the central silicon atom of the silane is an organic radical, then in the case of complete surface coverage with silane molecules, an organophilic shell is covalently linked to the filler particle and thus the particles are provided with polymer matrix compatibility. The concepts and typically used classes of materials that can be used in the context of this invention, z. As described by R.N. Rothon [R. N. Rothon (ed.), "Particulate-Filled Polymer Composites", 2nd ed., 2003, Rapra Technology, Shawbury, 153-206].
Zwei Klassen an Silanen können im Sinne dieser Erfindung insbesondere unterschieden werden, zum einen solche, die neben den Gruppen, die zu einer Reaktion mit der Basisoberfläche befähigt sind, ausschließlich organische Reste tragen, die chemisch inert sind (siehe Struktur II), zum anderen solche, die neben den Gruppen, die zu einer Reaktion mit der Basisoberfläche befähigt sind, zumindest einen organischen Rest enthalten, der zumindest eine Gruppe X trägt, die eine Verbindung mit zumindest einer Gruppe Y, die in zumindest einer Polymersorte A enthalten ist, unter Einwirkung elektromagnetischer Strahlung, von Partikelstrahlung und/oder thermischer Energie während oder nach einer Beschichtung eingehen kann (siehe Struktur III). In Silan Il stellt zumindest einer der Substituenten A, B, D eine hydrolysierbare Gruppe dar, also zum Beispiel ein Chlor-Atom oder eine Alkoxygruppe. Zumindest einer der Substituenten B, C, D stellt einen organischen Rest dar, der aus einem linearen, verzweigten oder ringförmigen Kohlenwasserstoff besteht, der auch aromatisch sein kann und niedermolekularer, oligomerer oder polymerer Natur. Ist mehr als eine hydrolysierbare Gruppe unter den Substituenten A, B, D vorhanden, dann können diese gleicher oder verschiedener chemischer Natur sein, wobei alle der obigen Definition für hydrolysierbare Gruppen entsprechen. Ist mehr als ein organischer Rest unter den Substituenten B, C, D, dann können diese ebenfalls gleicher oder verschiedener chemischer Natur sein, wobei alle der obigen Definition für organische Reste entsprechen. In Silan IM stellt zumindest einer der Substituenten A, E, F eine hydrolysierbare Gruppe dar, also zum Beispiel ein Chlor-Atom oder eine Alkoxygruppe. Zumindest einer der Substituenten E, F, G stellt einen organischen Rest dar, der aus einem linearen, verzweigten oder ringförmigen Kohlenwasserstoff besteht, der auch aromatisch sein kann und niedermolekularer, oligomerer oder polymerer Natur und der zusätzlich zumindest eine Gruppe X enthält, die eine Verbindung mit zumindest einer Gruppe Y, die in zumindest einer Polymersorte A enthalten ist, unter Einwirkung elektromagnetischer Strahlung, von Partikelstrahlung und/oder thermischer Energie während oder nach einer Beschichtung eingehen kann. Ist mehr als eine hydrolysierbare Gruppe unter den Substituenten A, E, F vorhanden, dann können diese gleicher oder verschiedener chemischer Natur sein. Ist mehr als ein organischer Rest unter den Substituenten E, F, G vorhanden, dann können diese ebenfalls gleicher oder verschiedener chemischer Natur sein, wobei alle der obigen Definition für organische Reste entsprechen.For the purposes of this invention, two classes of silanes can be distinguished, in particular those which, in addition to the groups which are capable of reacting with the base surface, carry exclusively organic radicals which are chemically inert (see structure II), and others which contains, in addition to the groups capable of reacting with the base surface, at least one organic radical bearing at least one group X which is a compound having at least one group Y contained in at least one type of polymer A under the action of electromagnetic radiation Radiation, of particle radiation and / or thermal energy during or after a coating can enter (see structure III). In silane II, at least one of the substituents A, B, D represents a hydrolyzable group, that is, for example, a chlorine atom or an alkoxy group. At least one of the substituents B, C, D represents an organic Rest consisting of a linear, branched or cyclic hydrocarbon, which may also be aromatic and of low molecular weight, oligomeric or polymeric nature. If more than one hydrolyzable group is present among the substituents A, B, D, then these may be of the same or different chemical nature, all of which correspond to the definition above for hydrolyzable groups. If more than one organic radical is present among the substituents B, C, D, these may also be of the same or different chemical nature, all of which correspond to the definition above for organic radicals. In silane IM, at least one of the substituents A, E, F represents a hydrolyzable group, that is, for example, a chlorine atom or an alkoxy group. At least one of the substituents E, F, G represents an organic radical consisting of a linear, branched or cyclic hydrocarbon which may also be aromatic and of low molecular weight, oligomeric or polymeric nature and which additionally contains at least one group X containing a compound with at least one group Y, which is contained in at least one type of polymer A, under the influence of electromagnetic radiation, can enter into particle radiation and / or thermal energy during or after a coating. If more than one hydrolyzable group is present among the substituents A, E, F, then these may be of the same or different chemical nature. If more than one organic radical is present among the substituents E, F, G, these may also be of the same or different chemical nature, all of which correspond to the definition above for organic radicals.
B EB E
A— Si- C (II) A— Si- G (IM)A-Si-C (II) A-Si-G (IM)
D FD F
Vorteilhafte Auslegungen erfindungsgemäß einsetzbarer Silane der Struktur Il sind solche, bei denen lediglich A als hydrolysierbare Gruppe zum Einsatz kommt und B, C, D organische Reste sind, von denen B und D gleicher chemischer Natur und C anderer chemischer Natur ist. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen erfindungsgemäß einsetzbarer Silane der Struktur Il sind solche, bei denen A und B als hydrolysierbare Gruppen gleicher chemischer Natur zum Einsatz kommen und C und D organische Reste sind, die gleicher chemischer Natur sind. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen erfindungsgemäß einsetzbarer Silane der Struktur Il sind solche, bei denen A, B, D als hydrolysierbare Gruppen gleicher chemischer Natur zum Einsatz kommen und C ein organischer Rest ist.Advantageous designs of silanes of the structure II which can be used according to the invention are those in which only A is used as the hydrolyzable group and B, C, D are organic radicals of which B and D have the same chemical nature and C are of a different chemical nature. Further advantageous embodiments of silanes of the structure II which can be used according to the invention are those in which A and B are used as hydrolyzable groups of the same chemical nature and C and D are organic radicals which are of the same chemical nature. Further advantageous embodiments of silanes of the structure II which can be used according to the invention are those in which A, B, D are used as hydrolyzable groups of the same chemical nature and C is an organic radical.
Vorteilhafte Ausgestaltungen erfindungsgemäß einsetzbarer Silane der Struktur IM sind solche, bei denen lediglich A als hydrolysierbare Gruppe zum Einsatz kommt und E, F, G organische Reste sind, von denen E und F gleicher chemischer Natur sind und G anderer chemischer Natur ist. G enthält die zumindest eine Gruppe X, die eine Verbindung mit zumindest einer Gruppe Y, die in zumindest einer Polymersorte A enthalten ist, unter Einwirkung elektromagnetischer Strahlung, von Partikelstrahlung und/oder thermischer Energie während oder nach einer Beschichtung eingehen kann. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen erfindungsgemäß einsetzbarer Silane der Struktur IM sind solche, bei denen A, E, F als hydrolysierbare Gruppen gleicher chemischer Natur zum Einsatz kommen und G ein organischer Rest ist, der die zumindest eine Gruppe X, die eine Verbindung mit zumindest einer Gruppe Y, die in zumindest einer Polymersorte A enthalten ist, unter Einwirkung elektromagnetischer Strahlung, von Partikelstrahlung und/oder thermischer Energie während oder nach einer Beschichtung eingehen kann, enthält.Advantageous embodiments of silanes of the structure IM which can be used according to the invention are those in which only A is used as hydrolyzable group and E, F, G are organic radicals of which E and F are of the same chemical nature and G of a different chemical nature. G contains the at least one group X, which can form a compound with at least one group Y, which is contained in at least one type of polymer A, under the influence of electromagnetic radiation, particle radiation and / or thermal energy during or after a coating. Further advantageous embodiments of silanes of the structure IM which can be used according to the invention are those in which A, E, F are used as hydrolyzable groups of the same chemical nature and G is an organic radical containing the at least one group X which is a compound having at least one group Y. , which is contained in at least one type of polymer A, under the influence of electromagnetic radiation, can enter into particle radiation and / or thermal energy during or after a coating contains.
Hydrolysierbare Gruppen A, B, D, E, F, die in Silanen Il und Silanen IM vorteilhaft zum Einsatz kommen können, sind Halogen-Atome, insbesondere Chlor, und/oder Alkoxy- Gruppen, wie beispielsweise Methoxy-, Ethoxy-, n-Propoxy-, iso-Propoxy-, n-Butoxy-, sec- Butoxy- oder tert-Butoxy-Gruppen. Ferner sind Acetoxy-Gruppen einsetzbar. Die weiteren, dem Fachmann bekannten Beispiele für hydrolysierbare Gruppen sind im Sinne dieser Erfindung ebenfalls einsetzbar.Hydrolyzable groups A, B, D, E, F, which may advantageously be used in silanes II and silanes III, are halogen atoms, in particular chlorine, and / or alkoxy groups, such as, for example, methoxy, ethoxy, n- Propoxy, iso-propoxy, n-butoxy, sec-butoxy or tert-butoxy groups. Furthermore, acetoxy groups can be used. The other examples of hydrolyzable groups known to the person skilled in the art are likewise usable in the context of this invention.
Zu den organischen Resten B, C, D, E, F, die in Silanen Il und Silanen Ml zum Einsatz kommen können, zählen beispielsweise, ohne Anspruch auf Vollständigkeit zu erheben, Methyl-, Ethyl-, n-Propyl-, iso-Propyl-, n-Butyl-, sec-Butyl-, tert-Butyl-Gruppen, Pentyl- Gruppen sowie die verzweigten Isomere, Hexyl-Gruppen sowie die verzweigten Isomere, Heptyl-Gruppen sowie die verzweigten Isomere, Octyl-Gruppen sowie die verzweigten Isomere, Nonyl-Gruppen sowie die verzweigten Isomere, Decyl-Gruppen sowie die verzweigten Isomere, Undecyl-Gruppen sowie die verzweigten Isomere, Dodecyl-Gruppen sowie die verzweigten Isomere, Tetradecyl-Gruppen sowie die verzweigten Isomere, Hexadecyl-Gruppen sowie die verzweigten Isomere, Octadecyl-Gruppen sowie die verzweigten Isomere sowie Eicosyl-Gruppen sowie die verzweigten Isomere. Die erfindungsgemäßen organischen Reste können zudem ringförmige und/oder aromatische Bauelemente enthalten. Repräsentative Strukturen sind Cyclohexyl-, Phenyl- und Benzyl- Gruppen. Es ist ferner erfindungsgemäß, wenn als zumindest ein organischer Rest Oligomere oder Polymere eingesetzt werden, die zumindest eine hydrolysierbare SiIyI- Gruppe enthalten.The organic radicals B, C, D, E, F, which can be used in silanes II and silanes M1, include, for example, without being exhaustive, methyl, ethyl, n-propyl, iso-propyl , n-butyl, sec-butyl, tert-butyl groups, pentyl groups and the branched isomers, hexyl groups and the branched isomers, heptyl groups and the branched isomers, octyl groups and the branched isomers, Nonyl groups and the branched isomers, decyl groups and the branched isomers, undecyl groups and the branched isomers, dodecyl groups and the branched isomers, tetradecyl groups and the branched isomers, hexadecyl groups and the branched isomers, octadecyl Groups and the branched isomers and eicosyl groups and the branched isomers. The organic radicals according to the invention may additionally contain ring-shaped and / or aromatic components. Representative structures are cyclohexyl, phenyl and benzyl groups. It is also according to the invention, when used as at least one organic radical oligomers or polymers containing at least one hydrolysable SiIyI group.
Zu den organischen Resten E, F, G, in dem zumindest eine Gruppe X, die eine Verbindung mit zumindest einer Gruppe Y, die in zumindest einer Polymersorte A enthalten ist, unter Einwirkung elektromagnetischer Strahlung, von Partikelstrahlung und/oder thermischer Energie während oder nach einer Beschichtung eingehen kann, enthalten ist, zählen beispielsweise die in der folgenden Liste zusammengestellten Verbindungen (die Liste erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit): Methyl, Ethyl-, n-Propyl-, iso-Propyl-, n-Butyl-, sec-Butyl-, tert-Butyl-Gruppen, Pentyl-Gruppen sowie die verzweigten Isomere, Hexyl- Gruppen sowie die verzweigten Isomere, Heptyl-Gruppen sowie die verzweigten Isomere, Octyl-Gruppen sowie die verzweigten Isomere, Nonyl-Gruppen sowie die verzweigten Isomere, Decyl-Gruppen sowie die verzweigten Isomere, Undecyl-Gruppen sowie die verzweigten Isomere, Dodecyl-Gruppen sowie die verzweigten Isomere, Tetradecyl-Gruppen sowie die verzweigten Isomere, Hexadecyl-Gruppen sowie die verzweigten Isomere, Octadecyl-Gruppen sowie die verzweigten Isomere und Eicosyl-Gruppen sowie die verzweigten Isomere. Die erfindungsgemäßen organischen Reste können zudem ringförmige und/oder aromatische Bauteile enthalten. Repräsentative Strukturen sind Cyclohexyl-, Phenyl- und Benzyl-Gruppen. Es ist ferner erfindungsgemäß, wenn als zumindest ein organischer Rest Oligomere oder Polymere eingesetzt werden, die zumindest eine hydrolysierbare Silyl-Gruppe enthalten. Kommen als einer oder mehrere der Reste E, F, G ein Rest der obigen Liste zur Anwendung, dann ist dieser zusätzlich durch ein chemisches Bauelement, das zumindest eine Gruppe X enthält, modifiziert.To the organic radicals E, F, G, in which at least one group X, which is a compound having at least one group Y, which is contained in at least one type of polymer A, under For example, the compounds listed in the list below (the list is not exhaustive) include: exposure to electromagnetic radiation, particle radiation and / or thermal energy during or after a coating: methyl, ethyl, n-propyl , isopropyl, n-butyl, sec-butyl, tert-butyl groups, pentyl groups and the branched isomers, hexyl groups and the branched isomers, heptyl groups and the branched isomers, octyl groups and the branched isomers, nonyl groups and the branched isomers, decyl groups and the branched isomers, undecyl groups and the branched isomers, dodecyl groups and the branched isomers, tetradecyl groups and the branched isomers, hexadecyl groups and the branched Isomers, octadecyl groups and the branched isomers and eicosyl groups and the branched isomers. The organic radicals according to the invention may also contain annular and / or aromatic components. Representative structures are cyclohexyl, phenyl and benzyl groups. It is further according to the invention, when used as at least one organic radical oligomers or polymers containing at least one hydrolyzable silyl group. If one remainder of the above list is used as one or more of the radicals E, F, G, then this is additionally modified by a chemical component which contains at least one group X.
Im Sinne dieser Erfindung bevorzugt einsetzbare Beispiele für Silane mit Struktur Il sind Methyltrimethoxysilan, Methyltriethoxysilan, Dimethyldimethoxysilan, Dimethyldiethoxysilan, Trimethylethoxysilan, Ethyltrimethoxysilan, Propyltrimethoxysilan, Propyltriethoxysilan, iso- Butyltrimethoxysilan, iso-Butyltriethoxysilan, Octyltrimethoxysilan, Octyltriethoxysilan, iso- Octyltrimethoxysilan, iso-Octyltriethoxysilan, Hexadecyltrimethoxysilan, Hexadecyltriethoxysilan, Octadecylmethyldimethoxysilan, Phenyltrimethoxysilan,For the purposes of this invention, preferably usable examples of silanes having structure II are methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, trimethylethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, propyltrimethoxysilane, propyltriethoxysilane, iso-butyltrimethoxysilane, iso-butyltriethoxysilane, octyltrimethoxysilane, octyltriethoxysilane, octyltrimethoxysilane iso-, iso-octyltriethoxysilane, hexadecyltrimethoxysilane , Hexadecyltriethoxysilane, octadecylmethyldimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane,
Phenyltriethoxysilan, Cyclohexylmethyldimethoxysilan, Dicyclopentyldimethoxysilan.Phenyltriethoxysilane, cyclohexylmethyldimethoxysilane, dicyclopentyldimethoxysilane.
Ein Beispiel für silylfunktionalisierte Oligomere oder Polymere, die erfindungsgemäß zum Einsatz kommen können, ist Polyethylenglykol, das mit einer Trimethoxysilan-Gruppe verknüpft ist.An example of silyl-functionalized oligomers or polymers that can be used according to the invention is polyethylene glycol, which is linked to a trimethoxysilane group.
Im Sinne dieser Erfindung besonders bevorzugt einsetzbare Vertreter der Silane mit Struktur IM, die zumindest eine Funktionalisierung tragen, sind beispielsweise N-(2-Aminoethyl)-3- aminopropyltrimethoxysilan, N-(2-Aminoethyl)-3-aminopropyltriethoxysilan, 3- Aminopropyltrimethoxysilan, 3-Aminopropyltriethoxysilan, 3-Aminopropyldiethoxymethylsilan, N-(2-Aminoethyl)-3-aminopropyldimethoxymethylsilan, (N-Butyl)-3- aminopropyltrimethoxysilan, 3-(N-Ethylamino)-2-methylpropyltrimethoxysilan, 4-Amino-3,3- dimethylbutyltrimethoxysilan, 4-Amino-3,3-dimethylbutyldimethoxymethylsilan, (N-For the purposes of this invention, particularly preferably usable silanes with structure IM, which carry at least one functionalization, are, for example, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyldiethoxymethylsilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropyldimethoxymethylsilane, (N-butyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, 3- (N -ethylamino) -2-methylpropyltrimethoxysilane, 4-amino-3,3- dimethylbutyltrimethoxysilane, 4-amino-3,3-dimethylbutyldimethoxymethylsilane, (N-
Cyclohexyl)-aminomethyldinnethoxynnethylsilan, (N-Cyclohexyl)-aminomethyltrinnethoxysilan, (N-Phenyl)-3-aminopropyltrimethoxysilan, (N-Phenyl)-aminomethyldimethoxymethylsilan, (N- Benzyl-2-aminoethyl)-3-aminopropyltrinnethoxysilan, [2-(N-Benzyl-N-vinylamino)-ethyl]-3- aminopropyltrimethoxysilan Hydrogenchlorid, [2-(N-Benzyl-N-vinylamino)-ethyl]-3- aminopropyltrimethoxysilan, Bis-(3-propyltriethoxysilyl)-amin, Vinyltrimethoxysilan,Cyclohexyl) aminomethyldinnethoxynethylsilane, (N-cyclohexyl) aminomethyltrinnethoxysilane, (N-phenyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, (N-phenyl) aminomethyldimethoxymethylsilane, (N-benzyl-2-aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, [2- (N Benzyl-N-vinylamino) -ethyl] -3-aminopropyltrimethoxysilane hydrogen chloride, [2- (N-benzyl-N-vinylamino) -ethyl] -3-aminopropyltrimethoxysilane, bis (3-propyltriethoxysilyl) -amine, vinyltrimethoxysilane,
Vinyltriethoxysilan, Vinyl-tri(2-methoxyethoxy)-silan, Vinyltriisopropoxysilan,Vinyltriethoxysilane, vinyltri (2-methoxyethoxy) silane, vinyltriisopropoxysilane,
Vinyldimethoxymethylsilan, Vinyltriacetoxysilan, 3-Vinyldimethoxymethylsilane, vinyltriacetoxysilane, 3
Triethoxysilylpropylbemsteinsäureanhydrid, 3-Glycidyloxypropyltrimethoxysilan, 3- Glycidyloxypropyltriethoxysilan, 2-(3,4-Epoxycyclohexyl)-ethyltriethoxysilan, 3-Triethoxysilylpropylsuccinic anhydride, 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidyloxypropyltriethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane, 3
Glycidyloxypropyldiethoxymethylsilan, 3-Methacryloyloxypropyltrimethoxysilan, 3-Glycidyloxypropyldiethoxymethylsilane, 3-methacryloyloxypropyltrimethoxysilane, 3-
Methacryloyloxypropyltriethoxysilan, 3-Methacryloyloxypropyltriisopropoxysilan, 3-Methacryloyloxypropyltriethoxysilane, 3-methacryloyloxypropyltriisopropoxysilane, 3
Methacryloyloxypropyldimethoxymethylsilan, 3-Methacryloyloxypropyldiethoxynnethylsilan, 3- Chloropropyltrimethoxysilan, 3-Chloropropyltriethoxysilan, 3- Isocyanatopropyltrimethoxysilan, 3-lsocyanatopropyltriethoxysilan,Methacryloyloxypropyldimethoxymethylsilane, 3-methacryloyloxypropyldiethoxynethylsilane, 3-chloropropyltrimethoxysilane, 3-chloropropyltriethoxysilane, 3-isocyanatopropyltrimethoxysilane, 3-isocyanatopropyltriethoxysilane,
Isocyanatomethyltrimethoxysilan, Isocyanatomethyldimethoxymethylsilan, Tris-[3-Isocyanatomethyltrimethoxysilane, isocyanatomethyldimethoxymethylsilane, tris [3-
(trimethoxysilyl)-propyl]-isocyanurat, 3-Ureidopropyltrinnethoxysilan, 3-(trimethoxysilyl) propyl] isocyanurate, 3-ureidopropyltrinnethoxysilane, 3
Ureidopropyltriethoxysilan, 2-Hydroxy-4-(3-triethoxysilylpropoxy)-benzophenon, 4-(3'- Chlorodimethylsilylpropoxy)-benzophenon, 3-Mercaptopropyltrinnethoxysilan, 3- Mercaptopropyldimethoxymethylsilan, Bis-(3-triethoxysilylpropyl)-disulfan, Bis-(3- triethoxysilylpropyl)-tetrasulfan, Bis-(triethoxysilylpropyl)-polysulfan,Ureidopropyltriethoxysilane, 2-hydroxy-4- (3-triethoxysilylpropoxy) benzophenone, 4- (3'-chlorodimethylsilylpropoxy) benzophenone, 3-mercaptopropyltrinnethoxysilane, 3-mercaptopropyldimethoxymethylsilane, bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfane, bis (3- triethoxysilylpropyl) tetrasulfane, bis (triethoxysilylpropyl) polysulfan,
Octadecylaminodimethyltrinnethoxysilylpropylannnnoniunnchlorid.Octadecylaminodimethyltrinnethoxysilylpropylannnnoniunnchlorid.
Silane, die in WO 00/43539 durch Biochip Technologies oder in EP 281 941 B1 durch Ciba Geigy offenbart werden, und solche, die von Kolar et al. publiziert wurden [A. Kolar, H. F. Gruber, G. Greber, JMS Pure Appl. Chem., 1994, A31, 305 - 318], können ebenfalls im Sinne dieser Erfindung als Silane mit der Struktur IM eingesetzt werden. Ebenso können Organotitan-Verbindungen eingesetzt werden, wobei dies optional in Verbindung mit Silanen geschehen kann.Silanes disclosed in WO 00/43539 by Biochip Technologies or in EP 281 941 B1 by Ciba Geigy, and those disclosed by Kolar et al. [A. Kolar, H.F. Gruber, G. Greber, JMS Pure Appl. Chem., 1994, A31, 305-318], can also be used for the purposes of this invention as silanes having the structure IM. Similarly, organotitanium compounds can be used, which optionally can be done in conjunction with silanes.
Es ist ebenfalls erfindungsgemäß vorteilhaft, wenn Silane der Struktur III zum Einsatz kommen, die mit einer chemischen Baueinheit, die zumindest eine Gruppe X enthält, derivatisiert sind. Hierunter ist zu verstehen, dass Silane der Struktur IM mit nicht erfindungsgemäßer Funktionalisierung vor und/oder nach der Oberflächenmodifikationsreaktion mit den Füllstoff Partikeln mit einer chemischen Baueinheit, über die die zumindest eine erfindungsgemäße Gruppe X in das Silan eingebracht wird und nach dieser Silanmodifikationsreaktion und der Oberflächenmodifikationsreaktion zur Ausbildung einer Verbindung mit zumindest einer Gruppe Y zur Verfügung steht, modifiziert werden.It is likewise advantageous according to the invention if silanes of structure III are used which are derivatized with a chemical structural unit which contains at least one group X. This is to be understood as meaning that silanes of the structure III with nonfunctional functionalization before and / or after the surface modification reaction with the filler particles with a chemical unit via which the at least one group X according to the invention is introduced into the silane and after this silane modification reaction and the surface modification reaction to Forming a connection with at least one group Y is available modified.
Die Oberflächenmodifikation kann vollständig durch zumindest einen Vertreter der Silane III geschehen. Es ist aber auch möglich, eine Kombination aus Silanen IM und Silanen Il zu verwenden. Eine solche Kombination ist dann erfindungsgemäß, wenn zumindest 1 Gew.-%, bevorzugt zumindest 5 Gew.-% zumindest eines Vertreters der Silane IM eingesetzt werden.The surface modification can be done completely by at least one representative of the silanes III. But it is also possible to use a combination of silanes IM and silanes II. Such a combination is then according to the invention, if at least 1 wt .-%, preferably at least 5 wt .-% of at least one representative of the silanes IM are used.
Silane werden besonders bevorzugt im Sinne dieser Erfindung als Oberflächenmodifikatoren eingesetzt, wenn Füllstoffpartikel zur Anwendung kommen, die zumindest im Zustand der nicht oberflächenmodifizierten Basiseinheit an der Oberfläche Hydroxy-Gruppen tragen.Silanes are particularly preferably used in the context of this invention as surface modifiers when filler particles are used which carry hydroxy groups on the surface at least in the state of the non-surface-modified base unit.
Beispiele für solche Füllstoffpartikelsorten sind Metalloxide, insbesondere amorphesExamples of such filler particle types are metal oxides, in particular amorphous
Siliziumdioxid. Eine beispielhafte Möglichkeit, eine Oberflächenmodifikation zu realisieren, geben Bauer und Kollegen [F. Bauer, H. Ernst, U. Decker, M. Findeisen, H. -J. Gläsel, H. Langguth, E. Hartmann, R. Mehnert, C. Peuker, Macromol. Chem. Phys., 2000, 201, 2654 -Silica. An exemplary way of realizing a surface modification is given by Bauer and colleagues [F. Bauer, H. Ernst, U. Decker, M. Findeisen, H. -J. Gläsel, H. Langguth, E. Hartmann, R. Mehnert, C. Peuker, Macromol. Chem. Phys., 2000, 201, 2654 -
2659] und Rothon [R. N. Rothon (Hrsg.), Particulate Filled Polymer Composites, 2. Aufl.,2659] and Rothon [R. N. Rothon (ed.), Particulate Filled Polymer Composites, 2nd ed.,
2003, Rapra Technology, Shawbury, pp. 153-206].2003, Rapra Technology, Shawbury, pp. 153-206].
Partikel, die im Zustand der nicht oberflächenmodifizierten Basiseinheit an der Oberfläche ionische Gruppen tragen, lassen sich bevorzugt mit Tensiden und/oder Fettsäuren modifizieren.Particles which carry ionic groups on the surface in the state of the non-surface-modified base unit can preferably be modified with surfactants and / or fatty acids.
Als Tenside können generell alle quatemären Ammoniumverbindungen, protonierten Amine, organischen Phosphoniumionen und Aminocarbonsäuren zum Einsatz kommen, die ein amphiphiles Verhalten zeigen. Vorteilhaft lassen sich Ammoniumverbindungen einsetzen, die zumindest drei organische Reste tragen, wie beispielsweise Alkylammoniumsalze, Trimethylalkylammoniumsalze, Dimethyldialkylammoniumsalze, Methylbenzyldialkyl- ammoniumsalze, Dimethylbenzylalkylammoniumsalze oder Alkylpyridiniumsalze. Es können ferner alkoxylierte quatemäre Ammoniumverbindungen zum Einsatz kommen.As surfactants, it is generally possible to use all quaternary ammonium compounds, protonated amines, organic phosphonium ions and aminocarboxylic acids, which exhibit amphiphilic behavior. It is advantageous to use ammonium compounds which carry at least three organic radicals, for example alkylammonium salts, trimethylalkylammonium salts, dimethyldialkylammonium salts, methylbenzyldialkylammonium salts, dimethylbenzylalkylammonium salts or alkylpyridinium salts. It is also possible to use alkoxylated quaternary ammonium compounds.
Zwei Klassen an Tensiden können im Sinne dieser Erfindung unterschieden werden, zum einen solche, die neben den Gruppen, die zu einer Wechselwirkung mit der Basisoberfläche befähigt sind, ausschließlich organische Reste tragen, die chemisch inert sind (siehe Struktur IV), zum anderen solche, die neben den Gruppen, die zu einer Verknüpfung mit der Basisoberfläche befähigt sind, zumindest einen organischen Rest enthalten, der zumindest eine Gruppe X trägt, die eine Verbindung mit zumindest einer Gruppe Y, die in zumindest einer Polymersorte A enthalten ist, unter Einwirkung elektromagnetischer Strahlung, von Partikelstrahlung und/oder thermischer Energie während oder nach einer Beschichtung eingehen kann (siehe Struktur V). In Tensid IV können die Substituenten A, B, D unabhängig voneinander organische Reste oder Wasserstoff sein, der Substituent C ist ein langkettiger organischer Rest. Als Gegenionen können beliebige Anionen zum Einsatz kommen. Beispiele sind Chlorid, Bromid, Hydrogensulfat, Dihydrogenphosphat und Tetrafluorborat. Dem Fachmann sind weitere bekannt, die ebenfalls im Sinne dieser Erfindung eingesetzt werden können. Die organischen Reste können unabhängig voneinander linear oder verzweigt sein, gesättigt oder ungesättigt vorliegen, aus aliphatischen, olefinischen und/oder aromatischen Elementen aufgebaut sein und 1 bis 22 Kohlenstoffatome enthalten. Typische Substituenten, die als organische Reste verwendet werden, umfassen Methyl-Gruppen, Ethyl-Gruppen, n-Propyl-Gruppen, iso-Propyl-Gruppen, n-Butyl-Gruppen, sec-Butyl- Gruppen, tert-Butyl-Gruppen, lineare oder verzweigte Pentyl-Gruppen, lineare oder verzweigte Hexyl-Gruppen, lineare oder verzweigte Heptyl-Gruppen, lineare oder verzweigte Octyl-Gruppen, Benzyl-Gruppen oder Gruppen mit höheren Anzahlen an Kohlenstoffatomen. Als langkettige organische Reste kommen bevorzugt Dodecyl-Gruppen, Tetradecyl-Gruppen, Hexadecyl-Gruppen, Octadecyl-Gruppen oder Eicosyl-Gruppen in gesättigter oder ungesättigter Form zum Einsatz. Da es sich bei den Edukten der Tensidherstellung häufig um Naturprodukte handelt, findet man nur selten kettenreine Alkylsubstituenten. Vielmehr liegt häufig ein Gemisch verschieden langer AI ky I ketten vor. Besonders bevorzugt als langkettige organische Reste werden Talg-Reste (ungesättigt) oder hydrierte Talg-Reste (gesättigt) eingesetzt. Es ist außerdem erfindungsgemäß, dass die Tensidfunktion durch Oligomere oder Polymere übernommen wird, die so funktionalisiert sind, dass sie zumindest eine kationische Gruppe tragen.Two classes of surfactants can be distinguished within the meaning of this invention, on the one hand, which, in addition to the groups which are capable of interaction with the base surface, carry exclusively organic radicals which are chemically inert (see structure IV), on the other hand, which, in addition to the groups which are capable of linking to the base surface, contain at least one organic radical bearing at least one group X which is a compound having at least one group Y which is contained in at least one type of polymer A, under the action of electromagnetic radiation , from Particle radiation and / or thermal energy can enter during or after a coating (see structure V). In surfactant IV, the substituents A, B, D may be independently of one another organic radicals or hydrogen, the substituent C is a long-chain organic radical. As counterions, any anions may be used. Examples are chloride, bromide, hydrogen sulfate, dihydrogen phosphate and tetrafluoroborate. The person skilled in the art is aware of other substances which can likewise be used in the context of this invention. The organic radicals may independently of one another be linear or branched, saturated or unsaturated, be composed of aliphatic, olefinic and / or aromatic elements and contain 1 to 22 carbon atoms. Typical substituents used as organic radicals include methyl groups, ethyl groups, n-propyl groups, iso-propyl groups, n-butyl groups, sec-butyl groups, tert-butyl groups, linear ones or branched pentyl groups, linear or branched hexyl groups, linear or branched heptyl groups, linear or branched octyl groups, benzyl groups or groups with higher numbers of carbon atoms. Preferred long-chain organic radicals are dodecyl groups, tetradecyl groups, hexadecyl groups, octadecyl groups or eicosyl groups in saturated or unsaturated form. Since the educts of surfactant production are often natural products, one finds only rarely chain-pure alkyl substituents. Rather, a mixture of different lengths of AI ky I chains is often present. Particularly preferred long-chain organic radicals are tallow radicals (unsaturated) or hydrogenated tallow radicals (saturated). It is also according to the invention that the surfactant function is carried out by oligomers or polymers which are functionalized so that they carry at least one cationic group.
B FB F
A— N— C (IV) E— N— C (V)A - N - C (IV) E - N - C (V)
D GD G
Beispiele, die bevorzugt im Sinne dieser Erfindung als Tenside der Struktur IV eingesetzt werden können, sind Hexadecyltrimethylammoniumchlorid oder -bromid, Methylditalg- ammoniumchlorid oder -bromid, wobei die Talg-Reste gesättigt oder ungesättigt vorliegen können, Dimethyltalgbenzylammoniumchlorid oder -bromid, wobei die Talg-Reste gesättigt oder ungesättigt vorliegen können, Dimethyltalg-(2-ethylhexyl)-ammoniumchlorid oder -bromid, wobei die Talg-Reste gesättigt oder ungesättigt vorliegen können, Dimethylditalgammoniumchlorid oder -bromid, wobei die Talg-Reste gesättigt oder ungesättigt vorliegen können. Tenside, die in EP 900 260 B1 durch Akzo Nobel, US 5,739,087 durch Southern Clay, US 5,718,841 durch Rheox, US 4,141,841 durch Procter & Gamble und durch H. Großmann [H. Großmann in Katalysatoren, Tenside und Mineralöladditive, H. Falbe, U. Hasserodt (Hrsg.), 1978, G. Thieme, Stuttgart, S. 135ff] offenbart werden, können ebenfalls im Sinne dieser Erfindung als Tenside mit der Struktur IV eingesetzt werden.Examples which may preferably be used as surfactants of structure IV for the purposes of this invention are hexadecyltrimethylammonium chloride or bromide, methylditaluminum ammonium chloride or bromide, the tallow radicals being saturated or unsaturated, dimethyltallowbenzylammonium chloride or bromide, the tallow If saturated or unsaturated radicals can be present, dimethyl tallow (2-ethylhexyl) ammonium chloride or bromide, where the tallow radicals may be saturated or unsaturated, dimethylditalgammonium chloride or bromide, where the tallow radicals may be saturated or unsaturated. Surfactants disclosed in EP 900 260 B1 by Akzo Nobel, US 5,739,087 by Southern Clay, US 5,718,841 by Rheox, US 4,141,841 by Procter & Gamble and by H. Grossmann [H. Großmann in catalysts, surfactants and mineral oil additives, H. Falbe, U. Hasserodt (eds.), 1978, G. Thieme, Stuttgart, p. 135ff] are disclosed, can also be used in the sense of this invention as surfactants having the structure IV.
Vorteilhafte Auslegungen erfindungsgemäß einsetzbarer Tenside der Struktur V sind solche, bei denen die Substituenten E, F, G unabhängig voneinander organische Reste oder Wasserstoff sein können und der Substituent C ein langkettiger organischer Rest ist. Als Gegenionen können beliebige Anionen zum Einsatz kommen. Beispiele sind Chlorid, Bromid, Hydrogensulfat, Dihydrogenphosphat und Tetrafluorborat. Die organischen Reste können unabhängig voneinander linear oder verzweigt sein, gesättigt oder ungesättigt vorliegen, aus aliphatischen, olefinischen und/oder aromatischen Elemente aufgebaut sein und 1 bis 22 Kohlenstoffatome enthalten. Typische Substituenten, die als organische Reste verwendet werden, umfassen Methyl-Gruppen, Ethyl-Gruppen, n-Propyl-Gruppen, iso- Propyl-Gruppen, n-Butyl-Gruppen, sec-Butyl-Gruppen, tert-Butyl-Gruppen, lineare oder verzweigte Pentyl-Gruppen, lineare oder verzweigte Hexyl-Gruppen, lineare oder verzweigte Heptyl-Gruppen, lineare oder verzweigte Octyl-Gruppen, Benzyl-Gruppen oder Gruppen mit höheren Anzahlen an Kohlenstoffatomen. Als langkettige organische Reste kommen bevorzugt Dodecyl-Gruppen, Tetradecyl-Gruppen, Hexadecyl-Gruppen, Octadecyl-Gruppen oder Eicosyl-Gruppen in gesättigter oder ungesättigter Form zum Einsatz. Auch bei den Edukten der Herstellung der Tenside V werden häufig Naturprodukte eingesetzt, so dass selten kettenreine Alkylsubstituenten, sondern ein Gemisch verschieden langer AI kyl ketten vorliegt. Besonders bevorzugt als langkettige organische Reste werden Talg-Reste (ungesättigt) oder hydrierte Talg-Reste (gesättigt) eingesetzt. Es ist außerdem erfindungsgemäß, dass die Tensidfunktion durch Oligomere oder Polymere übernommen wird, die so funktionalisiert sind, dass sie zumindest eine kationische Gruppe tragen. Bei den Tensiden V enthält zumindest einer der Substituenten E, F, G, C zumindest eine Gruppe X, die eine Verbindung mit zumindest einer Gruppe Y, die in zumindest einer Polymersorte A enthalten ist, unter Einwirkung elektromagnetischer Strahlung, von Partikelstrahlung und/oder thermischer Energie während oder nach einer Beschichtung eingehen kann. Tenside, die in EP 900 260 B1 durch Akzo Nobel, US 5,739,087 durch Southern Clay, US 5,718,841 durch Rheox, US 4,141 ,841 durch Procter & Gamble und durch H. Großmann [H. Großmann in Katalysatoren, Tenside und Mineralöladditive, H. Falbe, U. Hasserodt (Hrsg.), 1978, G. Thieme, Stuttgart, S. 135ff] offenbart werden, können ebenfalls im Sinne dieser Erfindung als Tenside mit der Struktur V eingesetzt werden, solange sie mit zumindest einer Gruppe X unter Umständen auch zusätzlich zur offenbarten Struktur modifiziert sind.Advantageous designs of surfactants of structure V which can be used according to the invention are those in which the substituents E, F, G independently of one another may be organic radicals or hydrogen and the substituent C is a long-chain organic radical. As counter ions any anions can be used. Examples are chloride, bromide, hydrogen sulfate, dihydrogen phosphate and tetrafluoroborate. The organic radicals may independently of one another be linear or branched, saturated or unsaturated, be composed of aliphatic, olefinic and / or aromatic elements and contain from 1 to 22 carbon atoms. Typical substituents used as organic radicals include methyl groups, ethyl groups, n-propyl groups, iso-propyl groups, n-butyl groups, sec-butyl groups, tert-butyl groups, linear or branched pentyl groups, linear or branched hexyl groups, linear or branched heptyl groups, linear or branched octyl groups, benzyl groups or groups with higher numbers of carbon atoms. Preferred long-chain organic radicals are dodecyl groups, tetradecyl groups, hexadecyl groups, octadecyl groups or eicosyl groups in saturated or unsaturated form. Natural products are also frequently used in the educts of the preparation of the surfactants V, with the result that seldom chain-pure alkyl substituents, but rather a mixture of different lengths of alkyl chains, are present. Particularly preferred long-chain organic radicals are tallow radicals (unsaturated) or hydrogenated tallow radicals (saturated). It is also according to the invention that the surfactant function is carried out by oligomers or polymers which are functionalized so that they carry at least one cationic group. In the case of the surfactants V, at least one of the substituents E, F, G, C contains at least one group X which contains a compound having at least one group Y which is contained in at least one polymer type A under the action of electromagnetic radiation, particle radiation and / or thermal Energy during or after a coating can go. Surfactants described in EP 900 260 B1 by Akzo Nobel, US 5,739,087 by Southern Clay, US 5,718,841 by Rheox, US 4,141,841 by Procter & Gamble and by H. Grossmann [H. Großmann in catalysts, surfactants and mineral oil additives, H. Falbe, U. Hasserodt (eds.), 1978, G. Thieme, Stuttgart, p. 135ff] are disclosed, can also in the sense of this Invention as surfactants having the structure V are used, as long as they are modified with at least one group X under certain circumstances, in addition to the disclosed structure.
Beispiele, die bevorzugt im Sinne dieser Erfindung als Tenside der Struktur V eingesetzt werden können, sind Methyltalg-di-(2-hydroxyethyl)-ammoniumchlorid oder -bromid, Allyldimethyltetradecylchlorid oder -bromid, Allyldimethylhexadecylammoniumchlorid oder -bromid, Allyldimethyloctadecylammoniumchlorid oder -bromid.Examples which may preferably be used for the purposes of this invention as surfactants of structure V are methyl tallow di- (2-hydroxyethyl) ammonium chloride or bromide, allyldimethyltetradecyl chloride or bromide, allyldimethylhexadecylammonium chloride or bromide, allyldimethyloctadecylammonium chloride or bromide.
Im Sinne dieser Erfindung ist es bevorzugt möglich, eine Kombination von Tensiden IV und Tensiden V einzusetzen. In dieser Auslegungsform der Erfindung sind Vertreter der TensideFor the purposes of this invention, it is preferably possible to use a combination of surfactants IV and surfactants V. In this embodiment of the invention are representatives of the surfactants
V zu mindestens 1 Gew.-%, bevorzugt zu mindestens 5 Gew.-% unter allen eingesetzten Tensiden enthalten. Ferner können Tenside IV oder V in Kombination mit kationischen Verbindungen eingesetzt werden, die selbst keine Tenside sind, aber zumindest eine Gruppe X tragen, die eine Verbindung mit zumindest einer Gruppe Y, die in zumindest einer Polymersorte A enthalten ist, unter Einwirkung elektromagnetischer Strahlung, von Partikelstrahlung und/oder thermischer Energie während oder nach einer Beschichtung eingehen kann. Zumindest 1 Gew.-%, bevorzugt zumindest 5 Gew.-% einer solchen kationischen Verbindung werden erfindungsgemäß in Kombination mit Tensiden IV und/oderV to at least 1 wt .-%, preferably at least 5 wt .-% of all surfactants used. Furthermore, surfactants IV or V can be used in combination with cationic compounds which are themselves not surfactants but carry at least one group X which contains a compound having at least one group Y which is contained in at least one polymer type A under the action of electromagnetic radiation. Particle radiation and / or thermal energy can enter during or after a coating. At least 1 wt .-%, preferably at least 5 wt .-% of such a cationic compound according to the invention in combination with surfactants IV and / or
V eingesetzt. Kommen solche kationischen Verbindungen zum Einsatz, dann beträgt die Summe an eingesetzten Tensiden IV und Tensiden V höchstens 99 Gew.-%, bevorzugt höchstens 95 Gew.-% beträgt, wobei Tenside V vollständig durch Tenside IV ersetzt sein können. Beispiele für solche kationischen Verbindungen sind (2-Acryloyloxyethyl)(4- benzoylbenzyl)-dimethylammoniumchlorid oder -bromid, 3-Trimethylammoniumpropylmeth- acrylamid Chlorid oder Bromid, 2-Trimethylammoniumethylmethacrylat Chlorid oder Bromid, 3-Dimethylalkylammoniumpropylmethacrylamid Chlorid oder Bromid, 2-Dimethylalkyl- ammoniummethylmethacrylat Chlorid oder Bromid.V used. If such cationic compounds are used, the sum of surfactants IV used and surfactants V is at most 99% by weight, preferably at most 95% by weight, it being possible for surfactants V to be completely replaced by surfactants IV. Examples of such cationic compounds are (2-acryloyloxyethyl) (4-benzoylbenzyl) -dimethylammonium chloride or bromide, 3-trimethylammoniumpropylmethacrylamide, chloride or bromide, 2-trimethylammoniumethyl methacrylate, chloride or bromide, 3-dimethylalkylammoniumpropylmethacrylamide, chloride or bromide, 2-dimethylalkylammonium methylmethacrylate Chloride or bromide.
Tenside werden besonders bevorzugt im Sinne dieser Erfindung eingesetzt, wenn Füllstoffpartikel zur Anwendung kommen, die an der Oberfläche (im Zustand der nicht oberflächenmodifizierten Basiseinheit) negative Ladungen oder Teilladungen aufweisen. Beispiele für solche Füllstoffpartikelsorten sind einige Tonminerale, insbesondere Smectite, bei denen interkalierte Kationen durch Tenside ausgetauscht werden können. Ein Prinzip, wie ein solcher Austausch erfolgen kann, formuliert Lagaly [G. Lagaly in Tonminerale und Tone, K. Jasmund, G. Lagaly (Hrsg.), 1993, Steinkopff, Darmstadt, S. 366ff].Surfactants are particularly preferably used in the context of this invention when filler particles are used which have negative charges or partial charges on the surface (in the state of the non-surface-modified base unit). Examples of such filler particle types are some clay minerals, in particular smectites, in which intercalated cations can be replaced by surfactants. A principle of how such an exchange can take place is formulated by Lagaly [G. Lagaly in Tonminerale and Tone, K. Jasmund, G. Lagaly (ed.), 1993, Steinkopff, Darmstadt, p. 366ff].
Es können ferner Kombinationen erfindungsgemäßer Silane und erfindungsgemäßer Tenside verwendet werden. Zumindest eine der eingesetzten Oberflächenmodifikations- reagenzien enthält zumindest eine Gruppe X, die in der Lage ist, mit zumindest einer Gruppe Y, die in der Polymersorte A vorhanden ist, unter Einwirkung elektromagnetischer Strahlung, von Partikelstrahlung und/oder thermischer Energie während oder nach einer Beschichtung eine Verbindung einzugehen.It is also possible to use combinations of silanes according to the invention and surfactants according to the invention. At least one of the surface modification Reagents contain at least one group X capable of bonding with at least one group Y present in the polymer grade A under the action of electromagnetic radiation, particle radiation and / or thermal energy during or after coating.
Weitere BestandteileOther ingredients
Es ist außerdem erfindungsgemäß, optional Polymere C, die zumindest eine Gruppe vom Typ X enthalten, und/oder Polymere C, die zumindest eine Gruppe X und zumindest eine Gruppe vom Typ Y enthalten, und/oder Polymere C, die weder Gruppen vom Typ X noch vom Typ Y tragen, einzusetzen. Für die Zusammensetzung jener optional einsetzbaren Polymere, die keine Gruppen vom Typ X oder Y enthalten, gelten die gleichen Angaben hinsichtlich Aufbau, Zusammensetzung, Wahl der Monomere, Erweichungstemperatur und Struktur, wie sie in der Definition für die Polymere A zu finden sind, abgesehen von den Angaben, die dort im Hinblick auf die Gruppen Y gemacht sind. Für optional einsetzbare Polymere, die zumindest eine Gruppe X enthalten, gelten die Angaben, die für Polymere A gemacht wurden, jedoch enthalten solche Polymere C Gruppen der Sorte X und nicht Gruppen der Sorte Y und können daher mit zumindest einer Gruppe Y des zumindest einen Polymers der Sorte A durch Einwirken elektromagnetischer Strahlung, von Partikelstrahlung und/oder thermischer Energie während oder nach einer Beschichtung eine Verbindung eingehen. Für den Einbau der Gruppen X in Polymeren C gelten die gleichen Angaben, die für die Gruppen Y in den Polymeren A gemacht wurden. Kommen Polymere zum Einsatz, die Gruppen X und Y tragen, dann gelten die gleichen Angaben hinsichtlich Aufbau, Zusammensetzung, Wahl der Monomere, Erweichungstemperatur und Struktur, wie sie in der Definition für die Polymere A zu finden sind, jedoch um den Zusatz erweitert, dass zusätzlich auch zumindest eine Gruppe X im Polymer enthalten ist. Für den Einbau der Gruppen X und Y in Polymeren C, die beide Sorten an Gruppen tragen, gelten die gleichen Angaben, die für die Gruppen Y in den Polymeren A gemacht wurden.It is also according to the invention, optionally polymers C, which contain at least one group of the type X, and / or polymers C, which contain at least a group X and at least a group of the type Y, and / or polymers C, which neither groups of the type X still type Y, use. For the composition of those optional polymers which do not contain X or Y groups, the same information as to the structure, composition, choice of monomers, softening point and structure as defined in the definition of the polymers A applies, except the statements made there with regard to the Y groups. For optionally usable polymers which contain at least one group X, the statements made for polymers A apply, but such polymers C contain groups of the type X and not groups of the type Y and can therefore contain at least one group Y of the at least one polymer the variety A by the action of electromagnetic radiation, particle radiation and / or thermal energy during or after a coating form a connection. For the incorporation of the groups X in polymer C, the same statements made for the groups Y in the polymers A apply. If polymers carrying groups X and Y are used, the same information as regards composition, composition, choice of monomers, softening temperature and structure, as found in the definition for polymers A, but extended by the addition that additionally at least one group X is contained in the polymer. For the incorporation of the groups X and Y in polymers C, which bear both types of groups, the same statements made for the groups Y in the polymers A apply.
Als weitere Bestandteile können die erfindungsgemäßen Haftklebemassenformulierungen Klebharze, Weichmacher, rheologisch wirksame Additive, Katalysatoren, Initiatoren, Stabilisatoren, Kompatibilisatoren, Kopplungsreagenzien, Vernetzer, Antioxidantien, weitere Alterungsschutzmittel, Lichtschutzmittel, Flammschutzmittel, Pigmente, Farbstoffe, weitere Füllstoffe, insbesondere solche, die nicht zu der zumindest einen Füllstoffpartikelsorte B zählen, und/oder Blähmittel enthalten. Kombinationen von Gruppen X und YOther constituents which may be used are the PSA formulations according to the invention, tackifier resins, plasticizers, rheologically active additives, catalysts, initiators, stabilizers, compatibilizers, coupling reagents, crosslinkers, antioxidants, other anti-aging agents, light stabilizers, flame retardants, pigments, dyes, further fillers, in particular those which are not included in the include at least one type of filler particle B, and / or include blowing agent. Combinations of groups X and Y
Die erfindungsgemäßen Haftklebemassen enthalten zumindest eine Polymersorte A und zumindest eine Füllstoffpartikelsorte B. Polymere A enthalten zumindest zwei Gruppen Y, Füllstoffpartikel B enthalten zumindest eine Sorte an Gruppen X. Die Gruppen X und Y sind im Sinne dieser Erfindung so gewählt, dass zwischen diesen Gruppen X und Y oder über diese Gruppen X und Y eine Kopplung zwischen Polymeren A und Füllstoffpartikeln B erzeugt werden kann. Die Kopplung wird während oder nach der Beschichtung durch Einwirken elektromagnetischer Strahlung, von Partikelstrahlung und/oder thermischer Energie initiiert. Bei der Kopplung ist zumindest eine Gruppe X und zumindest eine Gruppe Y beteiligt. Unter Kopplung von zumindest einer Gruppe X und zumindest einer Gruppe Y werden im Sinne dieser Erfindung insbesondereThe PSAs according to the invention contain at least one polymer grade A and at least one filler particle type B. Polymers A contain at least two groups Y, filler particles B contain at least one kind of groups X. For the purposes of this invention, the groups X and Y are chosen such that between these groups X. and Y or via these groups X and Y a coupling between polymer A and filler particles B can be produced. The coupling is initiated during or after the coating by the action of electromagnetic radiation, particle radiation and / or thermal energy. The coupling involves at least one group X and at least one group Y. With the coupling of at least one group X and at least one group Y, in the sense of this invention, in particular
- eine chemische Reaktion, bei der die zumindest eine Gruppe X mit der zumindest einen Gruppe Y reagiert und zur Bildung einer kovalenten Bindung führt,a chemical reaction in which the at least one group X reacts with the at least one group Y and leads to the formation of a covalent bond,
- die Bildung von Wasserstoffbrückenbindungen zwischen der zumindest einen Gruppe X und der zumindest einen Gruppe Y und/oderthe formation of hydrogen bonds between the at least one group X and the at least one group Y and / or
- die Bildung einer koordinativen Bindung beispielsweise durch Komplexbildung, an der die zumindest eine Gruppe X und die zumindest eine Gruppe Y beteiligt sind, so dass zumindest eine Donor/Akzeptor-Bindung entsteht,the formation of a coordinative bond, for example by complex formation, in which the at least one group X and the at least one group Y are involved, so that at least one donor / acceptor bond is formed,
verstanden.Understood.
Die Kopplung kann dabei zwischen den Gruppen X und Y direkt oder auch durch Vermittlung durch eine oder mehrere weitere Substanzen, wie z. B. Kopplungsreagenzien oder Vernetzer, erfolgen. Für die Position und Anzahl der Gruppen X und Y in den erfindungsgemäß einsetzbaren Polymeren A und Füllstoffpartikeln B gelten die Definitionen, die für die Polymere A und die Füllstoffpartikel B gemacht worden sind.The coupling can be between the groups X and Y directly or through mediation by one or more other substances, such as. As coupling reagents or crosslinking agents, take place. For the position and number of groups X and Y in the polymers A and filler particles B which can be used according to the invention, the definitions made for the polymers A and the filler particles B apply.
Soll die erfindungsgemäße Kopplung der zumindest einen Polymersorte A mit der zumindest einen Füllstoffpartikelsorte B über die Gruppen Y und X als eine chemische Reaktion ablaufen, dann sind die beteiligten Gruppen X und Y insbesondere entsprechend der folgenden Ausführungen definiert.If the coupling according to the invention of the at least one polymer type A with the at least one filler particle type B via the groups Y and X is to take place as a chemical reaction, then the groups X and Y involved are defined in particular according to the following statements.
Die erfindungsgemäßen Haftklebemassen enthalten zumindest einen Bestandteil, der zumindest eine Sorte an erfindungsgemäßen Segmenten, die die allgemeine Struktur (R0R00R000C)-X aufweisen, enthält. R°, R°° und R°°° können unabhängig voneinander gesättigte oder ungesättigte, aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffreste, die auch untereinander verknüpft sein können, gleicher oder unterschiedlicher Art sein. Es ist im Sinne dieser Erfindung auch möglich, dass das in (R0R00R000C)-X aufgeführte Kohlenstoffatom selbst ungesättigt ist. In diesem Fall ist dieses Kohlenstoffatom nur mit X und einem oder zwei der Reste R°, R°° oder Roo° verknüpft. Die Reste R°, R°° und R°°° können unabhängig voneinander eine beliebige Anzahl an Heteroatomen beinhalten. Die Reste R°, R°° und Roo° können niedermolekularer oder polymerer Natur sein. Bis zu zwei der Reste R°, R°° und Roo° können außerdem auch Wasserstoffatome sein. Zumindest einer der Reste R°, R°° und Roo° ist durch eine chemische oder ionische Bindung, durch Chemisorption oder Physisorption mit einem Füllstoffpartikel der Sorte B verknüpft. Die für die Kopplungsreaktion notwendige Gruppe ist mit X bezeichnet.The PSAs according to the invention contain at least one constituent which contains at least one kind of segments according to the invention which have the general structure (R 0 R 00 R 000 C) -X. R °, R °° and R °°° can be independent of each other saturated or unsaturated, aliphatic or aromatic hydrocarbon radicals, which may also be linked to one another, be the same or different types. It is also possible for the purposes of this invention that the carbon atom listed in (R 0 R 00 R 000 C) -X is itself unsaturated. In this case this carbon atom is linked only to X and one or two of R o, R oo oo or R °. The radicals R °, R °° and R °°° may independently contain any number of heteroatoms. The radicals R o, R oo, and R oo ° can be low-molecular or polymeric in nature. Up to two of the radicals R °, R °° and R ° o ° can also be hydrogen atoms. At least one of R o, R oo and R oo ° is linked by a chemical or ionic bonding, physisorption or chemisorption, to a filler of type B. The group necessary for the coupling reaction is designated X.
Das zumindest eine erfindungsgemäße Segment der Struktur (R0R00R000C)-X kann mit zumindest einem Segment, das in zumindest einem weiteren Bestandteil der erfindungsgemäßen Haftklebemasse enthalten ist und das die allgemeine Struktur (R*R**R***C)-Y aufweist, zur Reaktion gebracht werden. R*, R** und R*** können unabhängig voneinander gesättigte oder ungesättigte, aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffreste, die auch untereinander verknüpft sein können, gleicher oder unterschiedlicher Art sein. Es ist im Sinne dieser Erfindung auch möglich, dass das in (R*R**R***C)-Y aufgeführte Kohlenstoffatom selbst ungesättigt ist. In diesem Fall ist dieses Kohlenstoffatom nur mit Y und einem oder zwei der Reste R*, R** oder R*** verknüpft. Die Reste R*, R** und R*** können unabhängig voneinander eine beliebige Anzahl an Heteroatomen beinhalten. Die Reste R*, R** und R*** können niedermolekularer oder polymerer Natur sein. Bis zu zwei der Reste R*, R** und R*** können außerdem auch Wasserstoffatome sein. Zumindest einer der Reste R*, R** und R*** ist durch eine chemische Bindung mit einer Polymerkette der Sorte A verknüpft. Die für die Kopplungsreaktion notwendige Gruppe ist mit Y bezeichnet. In speziellen Ausführungen dieser Erfindung können einzelne oder mehrere Reste R*, R**, R*** von gleicher Art sein wie R°, R°° oder Roo°. Ebenso ist es erfindungsgemäß, wenn die Gruppe X und die Gruppe Y gleicher Art sind. In diesem speziellen Fall erfolgt die Kopplung vorteilhaft mittels eines Kopplungsreagenzes oder durch Einwirken eines Katalysators oder Initiators. Es ist im Sinne dieser Erfindung besonders vorteilhaft, wenn die Kopplungsreaktion durch Einwirken elektromagnetischer Strahlung und/oder Partikelstrahlung initiiert wird.The at least one segment according to the invention of the structure (R 0 R 00 R 000 C) -X can be reacted with at least one segment which is present in at least one further constituent of the PSA according to the invention and which has the general structure (R * R ** R *** C) -Y, are reacted. R *, R ** and R *** may independently or independently of one another be saturated or unsaturated, aliphatic or aromatic hydrocarbon radicals which may also be linked to one another, identical or different. It is also possible for the purposes of this invention that the carbon atom listed in (R * R ** R *** C) -Y is itself unsaturated. In this case, this carbon atom is linked only to Y and one or two of R *, R ** or R ***. The radicals R *, R ** and R *** may independently contain any number of heteroatoms. The radicals R *, R ** and R *** may be of low molecular or polymeric nature. Up to two of the radicals R *, R ** and R *** can also be hydrogen atoms. At least one of the radicals R *, R ** and R *** is linked by a chemical bond to a type A polymer chain. The group necessary for the coupling reaction is designated Y. In specific embodiments of this invention, one or more of R *, R **, R *** may be of the same kind as R °, R °° or R ° o °. Likewise it is according to invention, if the group X and the group Y are of the same kind. In this particular case, the coupling is advantageously carried out by means of a coupling reagent or by the action of a catalyst or initiator. It is particularly advantageous for the purposes of this invention if the coupling reaction is initiated by the action of electromagnetic radiation and / or particle radiation.
Im Sinne dieser Erfindung sind beliebig viele weitere Gruppen einsetzbar, die mit einer Gruppe X und/oder einer Gruppe Y reagieren können. Eine Kopplungsreaktion kann durch chemische Reaktion direkt zwischen den Gruppen X undFor the purposes of this invention, any number of further groups can be used which can react with a group X and / or a group Y. A coupling reaction can occur by chemical reaction directly between the groups X and
Y ablaufen, so dass eine Spezies (R°ROOROOOC)-X'-Y'-(CR*R**R***) gebildet wird (siehe Abb. 2). X' und Y' sind dabei im Falle einer chemischen Reaktion die Umsetzungsprodukte der Gruppen X beziehungsweise Y. In speziellen Fällen ist für die Kopplung der Gruppen X und Y ein Kopplungsreagenz X^Y8 oder X^R^Y8 erforderlich. Xa und Y8 sind Gruppen, die zu einer Reaktion mit Gruppen X bzw. Y befähigt sind und gleicher oder verschiedener Art sein können. Ferner ist es auch möglich, zwei Gruppen X über ein Kopplungsreagenz Y-Rb-Y to form a species (R ° R OO R OOO C) -X'-Y '- (CR * R ** R ***) is formed (see Fig. 2). X 'and Y' are in the case of a chemical reaction, the reaction products of the groups X and Y. In special cases, a coupling reagent X ^ Y 8 or X ^ R ^ Y 8 is required for the coupling of the groups X and Y. X a and Y 8 are groups capable of reacting with groups X and Y, respectively, and may be the same or different. Furthermore, it is also possible to have two groups X via a coupling reagent YR b -
Y zu verknüpfen sowie zwei Gruppen Y über ein Kopplungsreagenz X-Rb-X. Ra und Rb können gesättigte oder ungesättigte, aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffreste sein und eine beliebige Anzahl an Heteroatomen beinhalten. Die Reste Ra und Rb können niedermolekularer oder polymerer Natur sein.Y and two groups Y via a coupling reagent XR b -X. R a and R b may be saturated or unsaturated, aliphatic or aromatic hydrocarbon radicals and include any number of heteroatoms. The radicals R a and R b may be of low molecular or polymeric nature.
In Tabelle 1 sind einige Beispiele für X und Y zusammengestellt, die erfindungsgemäß einsetzbar sind. Vorteilhaft verwendbare Kombinationen von Gruppen sind mit einem Kreuz gekennzeichnet. Unter Umständen werden für die Reaktion zwischen den angegebenen Gruppen zusätzliche Reagenzien und/oder spezielle Bedingungen benötigt. Solche Reagenzien werden dann der Haftklebemassenformulierung zugesetzt (siehe Abschnitt "Weitere Bestandteile"). Spezielle Bedingungen wie Temperatur oder Strahlung fallen ebenso in die Intention dieser Erfindung. Die Tabelle erhebt nicht den Anspruch auf Vollständigkeit, sondern soll lediglich Beispiele für im Sinne dieser Erfindung einsetzbare Gruppen und Kombinationen einsetzbarer Gruppen vor Augen führen. Dem Fachmann bekannte weitere Gruppen und Kombinationen für entsprechende Reaktionen können ebenfalls erfindungsgemäß eingesetzt werden. Die in Tabelle 1 enthaltenen Reste R1, R2, R3, R4, R5, R6 sowie Ra, Rb, Rc, Rd, RΘ, Rf können unabhängig voneinander gesättigte oder ungesättigte, aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffreste sein, die eine beliebige Anzahl an Heteroatomen enthalten und niedermolekularer oder polymerer Natur und/oder wahlweise Wasserstoffatome sein können. Die Reste können entsprechend der vorstehenden Definition gleichen oder verschiedenen Aufbaus sein. Die Reste R1, R2 und R3 können untereinander verknüpft sein, die Reste R5 und R6 können untereinander verknüpft sein, die Reste Ra, Rb und Rc können untereinander verknüpft sein und die Reste RΘ und Rf können untereinander verknüpft sein. Zyklische Säureanhydride wie Maleinsäureanhydrid oder Bernsteinsäureanhydrid können als chemische Gruppe in beliebiger Weise an Polymere A oder Füllstoffpartikel B angebaut sein. Maleinsäureanhydrid bietet zudem die Möglichkeit, als Comonomer in Polymeren A eingebaut zu sein.Table 1 lists some examples of X and Y which can be used according to the invention. Advantageously usable combinations of groups are marked with a cross. Under certain circumstances additional reagents and / or special conditions may be required for the reaction between the groups indicated. Such reagents are then added to the PSA formulation (see section "Further ingredients"). Special conditions such as temperature or radiation are also within the scope of this invention. The table does not claim to be exhaustive, but is merely intended to provide examples of useful groups and combinations of useful groups within the meaning of this invention. Other groups and combinations for corresponding reactions known to the person skilled in the art can likewise be used according to the invention. The radicals contained in Table 1, R 1, R 2, R 3, R 4, R 5, R 6, and R a, R b, R c, R d, R Θ, R f may each independently be saturated or unsaturated, aliphatic or be aromatic hydrocarbon radicals containing any number of heteroatoms and may be of low molecular weight or polymeric nature and / or optionally hydrogen atoms. The radicals may be the same or different in structure as defined above. The radicals R 1 , R 2 and R 3 may be linked to one another, the radicals R 5 and R 6 may be linked to one another, the radicals R a , R b and R c may be linked to one another and the radicals R Θ and R f be linked together. Cyclic acid anhydrides such as maleic anhydride or succinic anhydride can be added as a chemical group to polymers A or filler particles B in any desired manner. Maleic anhydride also offers the possibility of being incorporated as comonomer in polymer A.
Unter dem Eintrag "-PI" in Tabelle 1 ist eine Gruppe zu verstehen, die eine Photoinitiatorfunktion innehat. Durch Bestrahlung mit UV-Licht geeigneter Wellenlänge wird die Gruppe aktiviert und, je nach Art des Photoinitiators, eine radikalische Reaktion oder eine kationische Reaktion initiiert. Geeignete Vertreter solcher Gruppen sind Typ-I- Photoinitiatoren, also sogenannte α-Spalter wie Benzoin- und Acetophenon-Derivate, Benzilketale oder Acylphosphinoxide, Typ-Il-Photoinitiatoren, also sogenannte Wasserstoffabstraktoren wie Benzophenon-Derivate und einige Chinone, Diketone und Thioxanthone, und kationische Photoinitiatoren, wie zum Beispiel "Photoacid Generators" wie arγlierte Sulphonium oder lodonium Salze und dimerisierte arylierte Imidazol-Derivate. Ferner können Triazin-Derivate zur Initiierung radikalischer und kationischer Reaktionen verwendet werden.By the entry "-PI" in Table 1 is meant a group having a photoinitiator function. By irradiation with UV light of suitable wavelength activates the group and, depending on the nature of the photoinitiator, initiates a free-radical reaction or a cationic reaction. Suitable representatives of such groups are type I photoinitiators, that is to say so-called α-splitters such as benzoin and acetophenone derivatives, benzil ketals or acylphosphine oxides, type II photoinitiators, that is to say so-called hydrogen abstractors such as benzophenone derivatives and some quinones, diketones and thioxanthones, and cationic photoinitiators such as "photoacid generators" such as arylated sulphonium or iodonium salts and dimerized arylated imidazole derivatives. Furthermore, triazine derivatives can be used to initiate radical and cationic reactions.
Photoinitiierende Gruppen X und/oder Y vom Typ I umfassen im Sinne dieser Erfindung bevorzugt Benzoin, Benzoinether wie beispielsweise Benzoinmethylether, Benzoin-iso- propylether, Benzoinbutylether, Benzoin-iso-butylether, Methylolbenzoin-Derivate wie Methylolbenzoinpropylether, 4-Benzoyl-1,3-dioxolan und seine Derivate, Benzilketal-Derivate wie 2,2-Dimethoxy-2-phenylacetophenon oder 2-Benzoyl-2-phenyl-1,3-dioxolan, α,α- Dialkoxyacetophenone wie α,α-Dimethoxyacetophenon und α,α-Diethoxyacetophenon, α- Hydroxyalkylphenone wie 1-Hydroxycyclohexylphenylketon, 2-Hydroxy-2-methyl-1- phenylpropanon und 2-Hydroxy-2-methyl-1-(4-iso-propylphenyl)-propanon, 4-(2-For the purposes of this invention, photoinitiating groups X and / or Y of type I preferably include benzoin, benzoin ethers, for example benzoin methyl ether, benzoin isopropyl ether, benzoin butyl ether, benzoin isobutyl ether, methylolbenzoin derivatives, such as methylolbenzoin propyl ether, 4-benzoyl-1,3 dioxolane and its derivatives, benzil ketal derivatives such as 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone or 2-benzoyl-2-phenyl-1,3-dioxolane, α, α-dialkoxyacetophenones such as α, α-dimethoxyacetophenone and α, α- Diethoxyacetophenone, α-hydroxyalkylphenones such as 1-hydroxycyclohexylphenyl ketone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropanone and 2-hydroxy-2-methyl-1- (4-iso-propylphenyl) -propanone, 4- (2-
Hydroxyethoxy)-phenyl-2-hydroxy-2-methyl-2-propanon und seine Derivate, α- Aminoalkylphenone wie 2-Methyl-1-[4-(methylthio)-phenyl]-2-morpholinopropan-2-on und 2- Benzyl-2-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)-butan-1-on, Acylphosphinoxide wie 2,4,6- Trimethylbenzoyldiphenylphosphinoxid und Ethyl-2,4,6-trimethylbenzoylphenylphosphinat und O-Acyl-α-oximinoketone.Hydroxyethoxy) -phenyl-2-hydroxy-2-methyl-2-propanone and its derivatives, α-aminoalkylphenones such as 2-methyl-1- [4- (methylthio) -phenyl] -2-morpholinopropan-2-one and 2- Benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butan-1-one, acylphosphine oxides such as 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide and ethyl 2,4,6-trimethylbenzoylphenylphosphinate and O-acyl-α-oximinoketone.
Erfindungsgemäß bevorzugt einsetzbare photoinitiierende Gruppen vom Typ Il basieren beispielsweise auf Benzophenon und seinen Derivaten wie 2,4,6-Trimethylbenzophenon oder 4,41-Bis-(dimethylamino)-benzophenon, Thioxanthon und seinen Derivaten wie 2-iso- Propylthioxanthon und 2,4-Diethylthioxanthon, Xanthon und seinen Derivaten und Anthrachinon und seinen Derivaten.According to the invention preferably usable photoinitiating groups of the type Il for example based on benzophenone and its derivatives such as 2,4,6-trimethylbenzophenone or 4,4 1-bis (dimethylamino) benzophenone, thioxanthone and its derivatives such as 2-iso- Propylthioxanthon and 2, 4-diethylthioxanthone, xanthone and its derivatives and anthraquinone and its derivatives.
Typ-Il-Photoinitiatoren werden besonders vorteilhaft in Kombination mit stickstoffhaltigen Coinitiatoren, den sogenannten Amin-Synergisten eingesetzt. Bevorzugt werden im Sinne dieser Erfindung tertiäre Amine verwendet. Ferner kommen in Kombination mit Typ-Il- Photoinitiatoren vorteilhaft Wasserstoffatomdonoren zur Anwendung. Beispiele hierfür sind Substrate, die Amino-Gruppen enthalten. Beispiele für Amin-Synergisten sind Methyldiethanolamin, Triethanolamin, Ethyl-4-(dimethylamino)-benzoat, 2-n-Butoxyethyl-4- (dimethylamino)-benzoat, iso-Acryl-4-(dimethylamino)-benzoat, 2-(Dimethylaminophenyl)- ethanon sowie ungesättigte und damit copolymerisierbare tertiäre Amine, (meth)acrylierte Amine, ungesättigte Amin-modifizierte Oligomere und Polymere auf Polyester- oder Polyetherbasis und Amin-modifizierte (Meth)acrylate. Es ist im Sinne dieser Erfindung möglich, wenn solche chemischen Baugruppen mit Polymeren und/oder Füllstoffen verknüpft sind.Type II photoinitiators are used particularly advantageously in combination with nitrogen-containing coinitiators, the so-called amine synergists. For the purposes of this invention, preference is given to using tertiary amines. Furthermore, hydrogen atom donors are advantageously used in combination with type II photoinitiators. Examples include substrates containing amino groups. Examples of amine synergists are methyldiethanolamine, triethanolamine, ethyl 4- (dimethylamino) benzoate, 2-n-butoxyethyl 4- (dimethylamino) benzoate, iso-acrylic 4- (dimethylamino) benzoate, 2- (dimethylaminophenyl ) - Ethanon and unsaturated and thus copolymerizable tertiary amines, (meth) acrylated amines, unsaturated amine-modified oligomers and polymers based on polyester or polyether and amine-modified (meth) acrylates. It is within the meaning of this invention possible if such chemical assemblies are linked to polymers and / or fillers.
Im Sinne dieser Erfindungen können auch beliebige Kombinationen verschiedener Arten von Typ-I und/oder Typ-Il photoinitiierender Gruppen eingesetzt werden.For the purposes of these inventions, it is also possible to use any desired combinations of different types of type I and / or type II photoinitiating groups.
In einer besonders bevorzugten Variante dieser Erfindung sind Gruppen mit photoinitiierendem Charakter als Gruppen Y in zumindest einer Sorte an Polymeren A enthalten.In a particularly preferred variant of this invention, groups having a photoinitiating character are contained as groups Y in at least one kind of polymer A.
In einer weiteren besonders bevorzugten Variante dieser Erfindung sind Gruppen mit photoinitiierendem Charakter als Gruppen X in zumindest einer Sorte an funktionalisierten Füllstoffpartikeln B enthalten.In a further particularly preferred variant of this invention, groups having a photoinitiating character are contained as groups X in at least one kind of functionalized filler particles B.
Läuft die erfindungsgemäße Kopplung der zumindest einen Polymersorte A mit der zumindest einen Füllstoffpartikelsorte B über die Gruppen Y und X über die Bildung von Wasserstoffbrückenbindungen ab, dann sind die beteiligten Gruppen X und Y entsprechend der folgenden Ausführungen definiert. Siehe hierzu beispielsweise D. Philp, J. F. Stoddard, Angew. Chem., 1996, 108, 1242 - 1286 oder C. Schmuck, W. Wienand, Angew. Chem., 2001 , 113, 4493 - 4499.If the inventive coupling of the at least one type of polymer A with the at least one type of filler particle B via the groups Y and X via the formation of hydrogen bonds, then the participating groups X and Y are defined according to the following statements. See, for example, D. Philp, J.F. Stoddard, Angew. Chem., 1996, 108, 1242-1286 or C. Schmuck, W. Wienand, Angew. Chem., 2001, 113, 4493-4499.
Die erfindungsgemäßen Haftklebemassen enthalten in diesem Fall zumindest einen Bestandteil, der eine Sorte an Segmenten, die die allgemeine Struktur (R#R##R###C)-X# aufweist, enthält. R#, R^ und R^ können unabhängig voneinander gesättigte oder ungesättigte, aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffreste, die auch untereinander verknüpft sein können, gleicher oder unterschiedlicher Art sein. Es ist im Sinne dieser Erfindung auch möglich, dass das in (R#R##R###C)-X# aufgeführte Kohlenstoffatom selbst ungesättigt ist. In diesem Fall ist dieses Kohlenstoffatom nur mit X# und einem oder zwei der Reste R#, R^ oder R^ verknüpft. Die Reste R#, R^ und R^ können unabhängig voneinander eine beliebige Anzahl an Heteroatomen beinhalten. Die Reste R#, R^ und R^ können niedermolekularer oder polymerer Natur sein. Bis zu zwei der Reste R#, R^ und R^ können außerdem auch Wasserstoffatome sein. Zumindest einer der Reste R#, R^ und R^ ist durch eine chemische oder ionische, durch Chemisorption oder Physisorption mit einem Füllstoffpartikel B verknüpft. Die für die Kopplungsreaktion notwendige Gruppe ist mit X# bezeichnet.The PSAs of the invention in this case contain at least one constituent which contains a variety of segments having the general structure (R # R ## R ### C) -X # . R # , R ^ and R ^ can be independently of one another saturated or unsaturated, aliphatic or aromatic hydrocarbon radicals, which can also be linked to one another, of the same or different type. It is also possible for the purposes of this invention that the carbon atom listed in (R # R ## R ### C) -X # is itself unsaturated. In this case, this carbon atom is linked only to X # and one or two of R # , R ^ or R ^. The radicals R # , R ^ and R ^ may independently contain any number of heteroatoms. The radicals R # , R ^ and R ^ may be of low molecular or polymeric nature. Up to two of the radicals R # , R ^ and R ^ can also be hydrogen atoms. At least one of R # , R ^ and R ^ is selected by a chemical or ionic, by chemisorption or physisorption with a Filler particle B linked. The group necessary for the coupling reaction is designated X # .
Das zumindest eine erfindungsgemäße Segment der Struktur (R#R##R###C)-X# ist in der Lage, Wasserstoffbrückenbindungen mit zumindest einem funktionellen Segment, das in zumindest einem weiteren Bestandteil enthalten ist und das die allgemeine Struktur (R~R~~R C)-Y~ aufweist, zu bilden. R~, R" und R können unabhängig voneinander gesättigte oder ungesättigte, aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffreste, die auch untereinander verknüpft sein können, gleicher oder unterschiedlicher Art sein. Es ist im Sinne dieser Erfindung auch möglich, dass das in (R~R~~R C)-Y~ aufgeführte Kohlenstoffatom selbst ungesättigt ist. In diesem Fall ist dieses Kohlenstoffatom nur mit Y~ und einem oder zwei der Reste R~, R" oder R verknüpft. Die Reste R~, R" und R können unabhängig voneinander eine beliebige Anzahl an Heteroatomen beinhalten. Die Reste R~, R" und R können niedermolekularer oder polymerer Natur sein. Bis zu zwei der Reste R~, R" und R können außerdem auch Wasserstoffatome sein. Zumindest einer der Reste R~, R" und R ist durch eine chemische Bindung mit einer Polymerkette der Sorte A verknüpft. Die für die Kopplungsreaktion notwendige Gruppe ist mit Y~ bezeichnet. In speziellen Ausführungen dieser Erfindung können einzelne oder mehrere Reste R~, R", R von gleicher Art sein wie R#, R^ oder R™. Ebenso ist es erfindungsgemäß, wenn die Gruppe X# und die Gruppe Y~ gleicher Art sind. In diesem speziellen Fall erfolgt die Kopplung mittels eines Kopplungsreagenzes.The at least one segment of the structure of the invention (R # R ## R ### C) -X # is capable of hydrogen bonding with at least one functional segment contained in at least one further constituent and having the general structure (R ~ R ~~ RC) -Y ~. R ~, R " and R independently of one another may be saturated or unsaturated, aliphatic or aromatic hydrocarbon radicals, which may also be linked to one another, of the same or different types It is also possible within the meaning of this invention for the radical disclosed in (R ~ R ~~ In this case, this carbon atom is linked only to Y ~ and one or two of R ~, R " or R. The R ~, R " and R radicals may independently contain any number of heteroatoms. The R ~, R " and R radicals may be of low molecular or polymeric nature. Up to two of R ~, R " and R may furthermore also be hydrogen atoms, and at least one of R ~, R " and R is linked to a type A polymer chain by a chemical bond. The group necessary for the coupling reaction is designated Y ~. In specific embodiments of this invention, one or more of R ~, R " , R may be of the same kind as R # , R ^ or R ™, and it is also according to the invention if the group X # and the group Y ~ are of the same kind. In this special case, the coupling takes place by means of a coupling reagent.
Im Sinne dieser Erfindung sind beliebig viele weitere Gruppen einsetzbar, die mit zumindest einer Gruppe X und/oder zumindest einer Gruppe Y eine Verbindung eingehen können.For the purposes of this invention, any number of further groups can be used which can form a compound with at least one group X and / or at least one group Y.
Eine Kopplungsreaktion kann durch Ausbildung von Wasserstoffbrückenbindungen direkt zwischen den Gruppen X# und Y~ ablaufen, so dass eine Spezies (R#R##R###C)-X#-Y~- (CR~R~~R ) gebildet wird (siehe Abb. 2). In speziellen Fällen ist für die Kopplung der Gruppen X# und Y~ ein Kopplungsreagenz χ#a-Y~a oder X#a-Ra-Y~a erforderlich. X#a und Y~a sind Gruppen, die zu einer Ausbildung von Wasserstoffbrücken mit Y~ bzw. X# befähigt sind und gleicher oder verschiedener Art sein können. Ferner ist es auch möglich, zwei Gruppen X# über ein Kopplungsreagenz Y~-Rb-Y~ zu verknüpfen sowie zwei Gruppen Y~ über ein Kopplungsreagenz X~-Rb-X~. Ra und Rb können gesättigte oder ungesättigte, aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffreste sein und eine beliebige Anzahl an Heteroatomen beinhalten. Die Reste Ra und Rb können niedermolekularer oder polymerer Natur sein. Die koppelbaren Gruppen können einzähnig oder vorzugsweise mehrzähnig sein. Zähnigkeit bezieht sich dabei auf die Möglichkeit einer Gruppe, eine bestimmte Anzahl von Wasserstoffbrückenbindungen auszubilden. Wasserstoffbrückenbindungen zwischen einzähnigen oder vorzugsweise mehrzähnigen funktionellen Segmenten sind als strukturbildende Elemente aus verschiedenen Beispielen bekannt. In der Natur dienen Wasserstoffbrückenbindungen zwischen komplementären funktionellen Segmenten zum Aufbau von Desoxyribonukleinsäure (DNS) und Ribonukleinsäure (RNS). Eine spezielle Kombination aus Donor- und Aktzeptorstellen macht es möglich, dass Kopplungen nur nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip erfolgen können. Handelt es sich beispielsweise bei den funktionellen Segmenten α (Typ "Schlüssel") und ß (Typ "Schloss") um komplementäre Segmente, die Wasserstoffbrückenbindungen ausbilden können, dann ist eine Verbindung zwischen α und ß möglich, zwischen α und α sowie ß und ß jedoch nicht. Die Natur beschränkt sich bei der Auswahl der funktionellen Segmente beim Aufbau der DNS auf die zwei organischen Basenpaare AdeninfThymin (bzw. statt Thymin Uracil in RNS) als zweizähnige Segmente und Cytosin/Guanin als dreizähnige Segmente.A coupling reaction can proceed through formation of hydrogen bonds directly between the groups X # and Y ~ to form a species (R # R ## R ### C) -X # -Y ~ - (CR ~ R ~~ R) (see Fig. 2). In special cases, the coupling of the groups X # and Y ~ requires a coupling reagent χ #a -Y ~ a or X #a -R a -Y ~ a . X #a and Y ~ a are groups capable of forming hydrogen bonds with Y ~ and X # , respectively, and may be the same or different. Furthermore, it is also possible to link two groups X # via a coupling reagent Y ~ -R b -Y ~ and two groups Y ~ via a coupling reagent X ~ -R b -X ~. R a and R b may be saturated or unsaturated, aliphatic or aromatic hydrocarbon radicals and include any number of heteroatoms. The radicals R a and R b may be of low molecular or polymeric nature. The coupling groups may be monodentate or preferably polydentate. Teeth refers to the ability of a group to form a specific number of hydrogen bonds. Hydrogen bonds between monodentate or preferably multidentate functional segments are known as structuring elements from various examples. In nature, hydrogen bonds between complementary functional segments serve to build up deoxyribonucleic acid (DNA) and ribonucleic acid (RNA). A special combination of donor and acceptor sites makes it possible that couplings can only be made according to the key-lock principle. If, for example, the functional segments α (type "key") and β (type "lock") are complementary segments that can form hydrogen bonds, then a connection between α and β is possible, between α and α as well as β and β However not. Nature is restricted to the two organic base pairs AdeninfThymine (instead of thymine uracil in RNA) as bidentate segments and cytosine / guanine as tridentate segments when selecting the functional segments.
Im Sinne dieser Erfindung können Polymere A und Füllstoffpartikel B mit Gruppen auf Basis von Adenin, Thymin, Uracil, Cytosin, Guanin, deren Derivaten sowie weiteren Verbindungen, die zur Ausbildung von Wasserstoffbindungen nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip in der Lage sind, wie beispielsweise 2-Ureido-4-pyrimidon und dessen Derivate, 2,6- Diacetylaminopyridin und dessen Derivate, Diacetylpyrimidin und dessen Derivate sowie Ureidoacylpyrimidin und dessen Derivate, eingesetzt werden. Diese Aufzählung erhebt nicht den Anspruch auf Vollständigkeit. Dem Fachmann sind vielmehr weitere Systeme bekannt, die erfindungsgemäß eingesetzt werden können. Wählt man diese Art der Funktionalisierung, dann trägt im Sinne dieser Erfindung entweder die zumindest eine Polymersorte A Gruppen vom Typ "Schlüssel" und die zumindest eine Füllstoffpartikelsorte B Gruppen vom Typ "Schloss" oder umgekehrt. Abbildung 3 zeigt zwei Beispiele für die Kopplung reaktiver Bestandteile über Ausbildung von Wasserstoffbrückenbindungen durch Verwendung von zwei komplementären Gruppen, zum einen die direkte Kopplung von Polymer A und Füllstoffpartikel B und zum anderen die Kopplung von Polymer A und Füllstoffpartikel B unter Verwendung eines Kopplungsreagenzes.For the purposes of this invention, polymers A and filler particles B with groups based on adenine, thymine, uracil, cytosine, guanine, their derivatives and other compounds which are capable of forming hydrogen bonds according to the key-lock principle, such as 2-ureido-4-pyrimidone and its derivatives, 2,6-diacetylaminopyridine and its derivatives, diacetylpyrimidine and its derivatives, and ureidoacylpyrimidine and its derivatives. This list does not claim to be exhaustive. On the contrary, other systems are known to the person skilled in the art which can be used according to the invention. If one chooses this type of functionalization, then wearing in the sense of this invention, either the at least one type of polymer A groups of the type "key" and the at least one Füllstoffpartikortsorte B groups of the type "lock" or vice versa. Figure 3 shows two examples of the coupling of reactive species through hydrogen bond formation through the use of two complementary groups, the direct coupling of polymer A and filler particles B, and the coupling of polymer A and filler particle B using a coupling reagent.
Erfindungsgemäß ist ebenfalls die Kopplung von Gruppen über koordinative Bindungen möglich. Beispiele für koordinative Bindungen sind Ligand-Zentralatom-Bindungen in Komplexen, also die Bildung einer koordinativen Bindung mit Metallatomen, die elementar, in Form von Metallsalzen und/oder in Form von Metallkomplexen vorliegen können, sowie alle weiteren Donor-Akzeptor-Bindungen (siehe hierzu beispielsweise D. Philp, J. F. Stoddard, Angew. Chem., 1996, 108, 1242 - 1286; M. Rehahn, Acta Polym., 1998, 49, 201 - 224 oder B. G. G. Lohmeijer, U. S. Schubert, J. Polym. Sei. A Polym. Chem., 2003, 41, 1413 - 1427),According to the invention also the coupling of groups via coordinative bonds is possible. Examples of coordinative bonds are ligand-central atom bonds in complexes, ie the formation of a coordinative bond with metal atoms, which may be elemental, in the form of metal salts and / or in the form of metal complexes, as well as all other donor-acceptor bonds (see for example, D. Philp, JF Stoddard, Angew. Chem., 1996, 108, 1242-1286; M. Rehahn, Acta Polym., 1998, 49, 201-224 or BGG Lohmeijer, US Schubert, J. Polym. Be. A polym. Chem., 2003, 41, 1413-1427),
Wählt man dieses Kopplungsprinzip im Sinne dieser Erfindung, dann enthält die Haftklebemasse Füllstoffpartikel der Sorte B, die Gruppen mit der allgemeinen Struktur (R§R§§R§§§C)-X§ enthalten. R§, R§§ und R§§§ können unabhängig voneinander gesättigte oder ungesättigte, aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffreste, die auch untereinander verknüpft sein können, gleicher oder unterschiedlicher Art sein. Es ist im Sinne dieser Erfindung auch möglich, dass das in (R§R§§R§§§C)-X§ aufgeführte Kohlenstoffatom selbst ungesättigt ist. In diesem Fall ist dieses Kohlenstoffatom nur mit X§ und einem oder zwei der Reste R§, R§§ oder R§§§ verknüpft. Die Reste R§, R§§ und R§§§ können unabhängig voneinander eine beliebige Anzahl an Heteroatomen beinhalten. Die Reste R§, R§§ und R§§§ können niedermolekularer oder polymerer Natur sein. Bis zu zwei der Reste R§, R§§ und R§§§ können außerdem auch Wasserstoffatome sein. Zumindest einer der Reste R§, R§§ und R§§§ ist durch eine chemische oder ionische Bindung, durch Chemisorption oder Physisorption mit einem Füllstoffpartikel der Sorte B verknüpft. Die für die Kopplungsreaktion notwendige Gruppe ist mit X§ bezeichnet. Gleichzeitig enthält die Haftklebemasse Polymere der Sorte A, die Gruppen mit der allgemeinen Struktur (R'R^R^CJ-Y" enthalten. R=, R== und R=== können unabhängig voneinander gesättigte oder ungesättigte, aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffreste, die auch untereinander verknüpft sein können, gleicher oder unterschiedlicher Art sein. Es ist im Sinne dieser Erfindung auch möglich, dass das in (R'R^R^CJ-Y* aufgeführte Kohlenstoffatom selbst ungesättigt ist. In diesem Fall ist dieses Kohlenstoffatom nur mit Y" und einem oder zwei der Reste R=, R== oder R=== verknüpft. Die Reste R=, R== und R=== können unabhängig voneinander eine beliebige Anzahl an Heteroatomen beinhalten. Die Reste R=, R== und R=== können niedermolekularer oder polymerer Natur sein. Bis zu zwei der Reste R=, R== und R=== können außerdem auch Wasserstoffatome sein. Zumindest einer der Reste R=, R== und R=== ist durch eine chemische Bindung mit einer Polymerkette der Sorte A verknüpft. Die für die Kopplungsreaktion notwendige Gruppe ist mit Y" bezeichnet. Die Gruppen X§ und Y" können gleicher oder verschiedener Art sein. Sind sie verschieden, dann übernimmt eine der Gruppenarten die Donorfunktion und die andere die Akzeptorfunktion, die für die Ausbildung von koordinativen Bindungen erforderlich sind. Sind beide Gruppen von gleicher Art, dann erfolgt die Bildung der koordinativen Bindung über ein Kopplungsreagenz.If one chooses this coupling principle in the context of this invention, then the PSA contains filler particles of the type B, the groups with the general structure (R § R §§ R §§§ C) -X § contain. R § , R §§ and R §§§ can be independently of one another saturated or unsaturated, aliphatic or aromatic hydrocarbon radicals , which may also be linked to one another, of identical or different nature. It is also possible for the purposes of this invention that the carbon atom listed in (R § R §§ R §§§ C) -X § is itself unsaturated. In this case, this carbon atom is linked only to X § and one or two of R § , R §§ or R §§§ . The radicals R § , R §§ and R §§§ can independently contain any number of heteroatoms. The radicals R § , R §§ and R §§§ may be of low molecular or polymeric nature. Up to two of the radicals R § , R §§ and R §§§ can also be hydrogen atoms. At least one of R § , R §§ and R §§§ is linked to a type B filler particle by chemical or ionic bonding, chemisorption or physisorption. The group necessary for the coupling reaction is designated X § . Simultaneously, the pressure-sensitive adhesive polymer contains the kind A, the groups having the general structure (R'R ^ R ^ CJ-Y "contain. R =, R == and R === may independently be saturated or unsaturated, aliphatic or aromatic hydrocarbon radicals be, which also may be linked to each other, similar or different kind. It is also possible in the sense of this invention that the carbon atom * listed in (R'R ^ R ^ CJ-Y itself is unsaturated. in this case this carbon atom is with Y "and one or two of the radicals R =, R or R == === linked. the radicals R =, R and R == === each other can include independently any number of heteroatoms. the radicals R =, R == and R === may be of low molecular or polymeric nature and up to two of R = , R == and R === may also be hydrogen atoms, at least one of R = , R == and R = == is by a chemical bond with a polymer chain d he linked variety A The time required for the coupling reaction is "hereinafter. The groups X and Y §" with Y may be the same or different type. If they are different, then one of the group types takes on the donor function and the other the acceptor function required for the formation of coordinative bonds. If both groups are of the same type, the formation of the coordinative bond via a coupling reagent takes place.
Die Gruppen in den Polymeren A und den Füllstoffpartikeln B sind vorteilhaft so aufgebaut, dass sie in der Lage sind, koordinative Bindungen mit Metallen vom Typ M, die elementar, in Form von Metallsalzen oder in Form von Metallkomplexen vorliegen können, ausbilden zu können. Metall komplexe können auch mehrkernig vorliegen. Einzähnige oder mehrzähnige Segmente können zur Anwendung kommen. Das Kopplungsprinzip ist in Abbildung 4 schematisch dargestellt. Zumindest zwei Gruppen vom Typ "Schlüssel" koppeln durch Koordination von M, das die Funktion "Schloss" übernimmt. Bei der Bildung der koordinativen Bindung kann sich die Struktur von M zu M' ändern. Dies kann sich in veränderten Oxidationsstufen aber auch in einer veränderten Ligandenstruktur und/oder -Zusammensetzung äußern. Beim Einsatz von Metallatomen ist es im Sinne dieser Erfindung insbesondere vorteilhaft, spezielle Vorkehrungen zur Dispersion von M in der Haftklebemasse zu treffen. Dies geschieht bevorzugt durch Wahl besonders geeigneter Gegenionen, wenn es sich um Metallsalze handelt, oder besonders geeignete Komplexliganden, wenn es sich um Metallkomplexe handelt. Geeignete Gegenionen und Komplexliganden übernehmen daher die Funktion von Kompatibilisatoren und Dispergierhilfsmitteln. Es ist besonders vorteilhaft, das Metallatom M in einer schmelzbaren Matrix zu dispergieren, die keine Bestandteile enthält, die mit M koordinative Bindungen eingehen können. Dieses Gemisch wird erst unmittelbar vor der Beschichtung der übrigen Haftklebemassenformulierung, die zumindest eine Polymersorte A und zumindest eine Füllstoffpartikelsorte B enthält, zudosiert.The groups in the polymers A and the filler particles B are advantageously designed to be capable of forming coordinative bonds with type M metals which may be elemental, in the form of metal salts or in the form of metal complexes can. Metal complexes can also be multinuclear. Monodentate or multidentate segments may be used. The coupling principle is shown schematically in Figure 4. At least two groups of the type "key" couple by coordinating M, which takes over the function "lock". In the formation of coordinate bonding, the structure may change from M to M '. This can be expressed in altered oxidation states but also in an altered ligand structure and / or composition. When using metal atoms, it is particularly advantageous for the purposes of this invention to take special precautions for the dispersion of M in the PSA. This is preferably done by selecting particularly suitable counterions, if they are metal salts, or particularly suitable complexing ligands, if they are metal complexes. Suitable counterions and complex ligands therefore assume the function of compatibilizers and dispersants. It is particularly advantageous to disperse the metal atom M in a fusible matrix which does not contain any constituents capable of coordinating with M. This mixture is metered in just before the coating of the remaining PSA formulation which contains at least one type of polymer A and at least one type of filler particle B.
Besonders bevorzugt ist eine Kopplung unter Verwendung von chelatisierenden Segmenten. Beispiele für Liganden, die als Gruppen zum Einsatz kommen können, sind Bipyridin und Terpyridin sowie deren Derivate, Acetylacetonat und dessen Derivate, Ethylendiamintetraessigsäure und dessen Derivate, Nitrilotriessigsäure und dessen Derivate, Hydroxyethylethylendiamintriessigsäure und dessen Derivate,Particularly preferred is coupling using chelating segments. Examples of ligands which can be used as groups are bipyridine and terpyridine and their derivatives, acetylacetonate and its derivatives, ethylenediaminetetraacetic acid and its derivatives, nitrilotriacetic acid and its derivatives, hydroxyethylethylenediaminetriacetic acid and its derivatives,
Diethylentriaminpentaessigsäure und dessen Derivate sowie Carbonsäuren. Diese Aufzählung erhebt nicht den Anspruch auf Vollständigkeit. Dem Fachmann sind vielmehr weitere Systeme bekannt, die erfindungsgemäß eingesetzt werden können. Diese Gruppen sind untereinander nicht reaktiv. Alle diese Gruppen enthaltenden Bestandteile können daher in einem Massestrom verwendet werden. Die Kopplung der Gruppen erfolgt, sobald das Metallatom M enthaltende Gemisch dem Massestrom zugemischt wird, was im Sinne dieser Erfindung unmittelbar vor der Beschichtung geschieht.Diethylenetriaminepentaacetic acid and its derivatives and carboxylic acids. This list does not claim to be exhaustive. On the contrary, other systems are known to the person skilled in the art which can be used according to the invention. These groups are not reactive with each other. All components containing these groups can therefore be used in a mass flow. The coupling of the groups takes place as soon as the metal atom M-containing mixture is added to the mass flow, which happens in the context of this invention immediately before the coating.
Als Metallatome eignen sich im Sinne dieser Erfindung alle diejenigen chemischen Elemente, die in der Lage sind, als Akzeptor für koordinative Bindungen zu wirken. Dies sind Erdalkalimetalle, bevorzugt Ca und/oder Mg, Übergangsmetalle, bevorzugt Ti, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Ru, Rh, Pd, W, Re, Os, Ir und/oder Pt sowie AI und Lanthanoide. Geeignete Kompatibilisatoren und Dispergierhilfsmittel für diese erfindungsgemäß einsetzbaren Metallatome sind beispielsweise Alkoholate aliphatischer oder aromatischer, gesättigter oder ungesättigter, eine beliebige Anzahl von Heteroatomen enthaltender Moleküle, die niedermolekularer oder polymerer Natur sein können. Es eignen sich ferner offenkettige oder ringförmige ungesättigte Kohlenwasserstoffe, die eine beliebige Anzahl von Heteroatomen enthalten und die niedermolekularer oder polymerer Natur sein können. Weitere erfindungsgemäß einsetzbare Dispergierhilfsmittel und Kompatibilisatoren für M sind niedermolekulare chelatisierende Verbindungen organischer Art.Suitable metal atoms in the context of this invention are all those chemical elements which are capable of acting as acceptors for coordinative bonds. These are alkaline earth metals, preferably Ca and / or Mg, transition metals, preferably Ti, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Ru, Rh, Pd, W, Re, Os, Ir and / or Pt and Al and lanthanides. Suitable compatibilizers and dispersing agents for these metal atoms which can be used according to the invention are, for example, aliphatic or aromatic, saturated or alcoholic alkoxides unsaturated, any number of heteroatom-containing molecules, which may be of low molecular weight or polymeric nature. Also useful are open chain or cyclic unsaturated hydrocarbons containing any number of heteroatoms and which may be of low molecular weight or polymeric nature. Further dispersing aids which can be used according to the invention and compatibilizers for M are low-molecular chelating compounds of organic type.
Im Allgemeinen kann M eine Akzeptor-Gruppe ("Schlüssel") sein, die in Verbindung mit einer Donor-Gruppe vom Typ "Schloss" eine koordinative Bindung ausbilden kann. Die Akzeptorgruppe kann in diesem Fall an Polymer A und Füllstoffpartikel B gebunden sein oder auch als Kopplungsreagenzien eingesetzt werden. Dieser allgemeine Fall ist in Abbildung 5 schematisch dargestellt. Es ist ferner erfindungsgemäß, mit Akzeptor-Gruppen ausgestattete Polymere A und Füllstoffpartikel B in Kombination mit Donor-Gruppen tragenden Kopplungsreagenzien zu verwenden.In general, M can be an acceptor group ("key") which can form a coordinative bond in conjunction with a lock-type donor group. The acceptor group may in this case be bound to polymer A and filler particles B or also be used as coupling reagents. This general case is shown schematically in Figure 5. It is further in accordance with the invention to use acceptor group-equipped polymers A and filler particles B in combination with donor group-bearing coupling reagents.
Im Sinne dieser Erfindung können beliebige Kombinationen verschiedener Arten von Kopplungsreaktionen zur Anwendung kommen. Erfindungsgemäß kommt zumindest eine Art von Kopplungsreaktion zum Einsatz.For the purposes of this invention, any combination of different types of coupling reactions may be used. According to the invention, at least one type of coupling reaction is used.
Verfahren zur Herstellung von selbstklebenden ProduktenProcess for the production of self-adhesive products
Die Herstellung erfindungsgemäßer selbstklebender Produkte umfasst die Prozessschritte des Formulierens/Compoundierens, der Beschichtung und der Vernetzung.The preparation of self-adhesive products according to the invention comprises the process steps of formulation / compounding, coating and crosslinking.
Compoundierverfahrencompounding
Die erfindungsgemäßen Formulierungen können unter Verwendung von Lösungsmitteln in Lösungsmittelknetern oder z. B. auch durch Einsatz von Hochgeschwindigkeitsdispersem hergestellt werden. Bevorzugt werden solche Formulierungen aber lösungsmittelfrei hergestellt. Dazu bieten sich im diskontinuierlichen Betrieb Kneter an und im kontinuierlichen Betrieb Extruder, wie beispielsweise Doppelschneckenextruder. Als Compoundieraggregate sind im Sinne dieser Erfindung solche geeignet, die dispersive und optional distributive Mischelemente enthalten. Dispersive Mischelemente sorgen dabei für eine möglichst feine Verteilung der Füllstoffpartikel in der Formulierung, während die distributiven Elemente geschmolzene Bestandteile wie Harze oder Polymere im Gemisch der Haftklebemassenformulierung homogenisieren. Im lösungsmittelfreien diskontinuierlichen Betrieb bieten sich insbesondere Banbury-Mischer, Buss-Kneter oder Baker-Perkins Ko- Kneter an. Im kontinuierlichen Betrieb können Doppelschneckenextruder in co-rotierender Fahrweise bevorzugt eingesetzt werden.The formulations of the invention may be prepared using solvents in solvent kneaders or z. B. also be prepared by the use of high-speed disperse. Preferably, however, such formulations are prepared solvent-free. For this purpose kneaders are available in discontinuous operation and in continuous operation extruders, such as twin-screw extruders. Suitable compounding units in the context of this invention are those which contain dispersive and optionally distributive mixing elements. Dispersive mixing elements ensure the finest possible distribution of the filler particles in the formulation, while the distributive elements homogenize molten constituents such as resins or polymers in a mixture of the PSA formulation. In solvent-free discontinuous In particular, Banbury mixers, Buss kneaders or Baker-Perkins Ko-kneaders can be used. In continuous operation, twin-screw extruders in co-rotating mode can be used with preference.
Beschichtungsverfahrencoating process
Als Beschichtungsverfahren können im Sinne dieser Erfindung Rakelverfahren, Düsenrakelverfahren, Rollstabdüsenverfahren, Extrusionsdüsenverfahren, Gießdüsen- und Gießerverfahren zur Anwendung kommen. Ebenfalls erfindungsgemäß sind Auftragsverfahren wie Walzenauftragsverfahren, Druckverfahren, Siebdruckverfahren, Rasterwalzenverfahren, Inkjetverfahren und Sprühverfahren. Zur Speisung des erfindungsgemäßen Beschichtungsaggregats kann zwischen Dosier- und Mischanlage und Beschichtungsaggregat optional ein Förder- und/oder Mischaggregat, z. B. ein Einschnecken- oder Doppelschneckenextruder, zwischengeschaltet sein. Der wahlweise einsetzbare Extruder ist separat beheizbar.For the purposes of this invention, the coating method can be a doctor blade method, a doctor blade method, a roller bar nozzle method, an extrusion die method, a casting nozzle method and a foundry method. Also according to the invention are application methods such as roller application method, printing method, screen printing method, anilox roller method, inkjet method and spray method. To feed the coating unit according to the invention can optionally be a metering and mixing unit and coating unit a conveying and / or mixing unit, for. As a single-screw or twin-screw extruder, be interposed. The optional extruder can be heated separately.
Vernetzungsverfahrencrosslinking process
Besonders bevorzugt ist die Initiierung der Vernetzung der Haftklebemasse nach ihrer Beschichtung. Hierzu bietet sich besonders vorteilhaft ein strahlenchemischer Prozess an.Particularly preferred is the initiation of crosslinking of the PSA after its coating. For this purpose, a radiation chemical process is particularly advantageous.
Als eine sehr bevorzugte Variante, die im Sinne dieser Erfindung eingesetzt werden kann, sei die Vernetzung mit ultravioletter Strahlung genannt. Mittels kurzzeitiger Einwirkung vonAs a very preferred variant, which can be used in the context of this invention, the crosslinking is called ultraviolet radiation. By means of brief action of
Licht in einem Wellenlängenbereich zwischen 200 bis 400 nm wird das beschichteteLight in a wavelength range between 200 to 400 nm becomes the coated one
Material, das in dieser Auslegung der Erfindung die Photoinitiatorfunktionen bevorzugt als Gruppen X und/oder Gruppen Y enthält, bestrahlt und damit vernetzt. Hierzu kommen insbesondere Quecksilber-Hochdruck- oder -Mitteldruck-Lampen bei einer Leistung von 80 bis 240 W/cm zum Einsatz. Weitere Strahlungsquellen, die im Sinne dieser Erfindung einsetzbar sind, sind die dem Fachmann geläufigen Strahlungsquellen. Wahlweise wird dasMaterial which in this embodiment of the invention, the photoinitiator functions preferably contains as groups X and / or groups Y, irradiated and cross-linked. For this purpose, mercury high-pressure or medium-pressure lamps are used in particular at a power of 80 to 240 W / cm. Further radiation sources which can be used in the context of this invention are the radiation sources known to the person skilled in the art. Optionally, that will
Emissionsspektrum der Lampe auf den eingesetzten Photoinitiator abgestimmt oder die Art des Photoinitiators an das Lampenspektrum angepasst. Die Bestrahlungsintensität wird der jeweiligen Quantenausbeute des UV-Photoinitiators, dem einzustellenden Vernetzungsgrad und der Bahngeschwindigkeit angepasst.Emission spectrum of the lamp matched to the photoinitiator used or the type of photoinitiator adapted to the lamp spectrum. The irradiation intensity is adapted to the respective quantum yield of the UV photoinitiator, the degree of crosslinking to be set and the web speed.
Weiterhin ist es bevorzugt möglich, die erfindungsgemäßen Haftklebemassenformulierungen nach ihrer Beschichtung mit Elektronenstrahlen zu vernetzen. Dies kann auch inFurthermore, it is preferably possible to crosslink the PSA formulations according to the invention after their coating with electron beams. This can also be done in
Kombination mit einer UV-Vernetzung geschehen. Typische Bestrahlungsvorrichtungen, die zum Einsatz kommen können, sind Linear-Kathodensysteme, Scannersysteme bzw. Segmentkathodensysteme, sofern es sich um Elektronenstrahlbeschleuniger handelt. Typische Beschleunigungsspannungen liegen im Bereich zwischen 50 kV und 1 MV, vorzugsweise 80 kV und 300 kV. Die angewandten Bestrahlungsdosen liegen zwischen 5 bis 250 kGy, insbesondere zwischen 20 und 100 kGy.Combination with UV crosslinking done. Typical irradiation devices that can be used are linear cathode systems, scanner systems or Segment cathode systems, as far as it is electron beam accelerator. Typical acceleration voltages are in the range between 50 kV and 1 MV, preferably 80 kV and 300 kV. The applied radiation doses are between 5 and 250 kGy, in particular between 20 and 100 kGy.
Im Sinne dieser Erfindung ist es weiterhin bevorzugt möglich, die Vernetzung durch Einwirkung thermischer Energie zu realisieren. Dies kann optional in Kombination mit einem oder mehreren strahlenchemischen Verfahren geschehen. Wird thermische Energie zur Initiierung der Vernetzungsreaktion verwendet, dann ist darauf zu achten, dass der Vernetzungsprozess während der Beschichtung noch nicht zu weit fortgeschritten ist, da sich dadurch das Beschichtungsverhalten der Formulierung ändert. Besonders bevorzugt wird in diesem Fall ein Compound hergestellt, das bereits Füllstoffpartikel der Sorte B und Polymere der Sorte A enthält, die Gruppen X und Y jedoch so ausgewählt sind, dass sie direkt nicht miteinander reagieren können sondern nur durch Vermittlung eines Vernetzers oder eines Kopplungsreagenzes. Vernetzer oder Kopplungsreagenz werden dann bevorzugt unmittelbar vor der Beschichtung dem ansonsten fertig homogenisierten Compound zudosiert und mit ihm vermischt. Besonders bevorzugt wird ein Zwei- oder Mehrkomponentenprozess durchgeführt, bei dem alle Rohstoffe so auf zumindest zwei Massevorräte aufgeteilt werden, dass eine räumliche Trennung bis unmittelbar vor der Beschichtung all derjenigen Rohstoffe gewährleistet wird, die zu einer thermischen Reaktion miteinander in der Lage sind. Die thermische Energie wird dann entweder den vorgeheizten Masseströmen entnommen, durch Einstellung einer Temperatur des Beschichtungsaggregats zur Verfügung gestellt oder über einen Wärmekanal bzw. eine Infrarotstrecke nach der Beschichtung realisiert. Es ist ebenfalls erfindungsgemäß möglich, die in einer oder mehreren exothermen Reaktionen freiwerdende thermische Energie zum Ablauf dieser thermischen Reaktion zu nutzen. Kombinationen dieser Verfahrensmöglichkeiten insbesondere mit den strahlenchemischen Vernetzungsverfahren sind im Sinne dieser Erfindung möglich.For the purposes of this invention, it is furthermore preferably possible to realize the crosslinking by the action of thermal energy. This may optionally be done in combination with one or more radiation-chemical methods. If thermal energy is used to initiate the crosslinking reaction, then it must be ensured that the crosslinking process has not yet progressed too far during the coating since this alters the coating behavior of the formulation. In this case, it is particularly preferred to prepare a compound which already contains filler particles of grade B and polymers of grade A, but groups X and Y are selected so that they can not react directly with one another but only through the intermediation of a crosslinker or a coupling reagent. Crosslinkers or coupling reagents are then preferably metered into the otherwise fully homogenized compound immediately before coating and mixed with it. Particularly preferred is a two- or multi-component process is performed, in which all raw materials are divided into at least two mass stocks that a spatial separation is guaranteed until just before the coating of all those raw materials that are capable of a thermal reaction with each other. The thermal energy is then either taken from the preheated mass flows, made available by adjusting a temperature of the coating unit or realized via a heat channel or an infrared path after the coating. It is also possible according to the invention to utilize the thermal energy released in one or more exothermic reactions for the course of this thermal reaction. Combinations of these process possibilities, in particular with the radiation-chemical crosslinking processes, are possible in the context of this invention.
Sehr bevorzugt im Sinne dieser Erfindung erfolgt die Herstellung erfindungsgemäßer selbstklebender Produkte in einem kontinuierlichen Prozess, bei dem die Verfahrensschritte der Compoundierung, der Beschichtung und der Vernetzung direkt gekoppelt sind und damit ein in-line-Prozess zur Anwendung kommt. Selbstklebende ProdukteVery preferred for the purposes of this invention, the production of self-adhesive products according to the invention takes place in a continuous process in which the process steps of compounding, coating and crosslinking are coupled directly and thus an in-line process is used. Self-adhesive products
Produktaufbautenproduct constructions
Die durch die erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Haftklebemassen lassen sich zum Aufbau verschiedenartiger selbstklebender Produkte wie beispielsweise Selbstklebebänder oder Selbstklebefolien nutzen. Erfindungsgemäße Aufbauten selbstklebender Produkte sind in Figur 6 dargestellt. Jede Schicht in den erfindungsgemäßen Selbstklebebandaufbauten kann wahlweise geschäumt sein.The pressure-sensitive adhesives prepared by the processes according to the invention can be used for the construction of various self-adhesive products such as, for example, self-adhesive tapes or self-adhesive films. Inventive structures of self-adhesive products are shown in FIG. Each layer in the self-adhesive tape assemblies of the invention may optionally be foamed.
Im einfachsten Fall besteht ein erfindungsgemäßes selbstklebendes Produkt aus der Haftklebemasse in einschichtigem Aufbau (Aufbau in Figur 6.1). Dieser Aufbau kann optional einseitig oder beidseitig mit einem Trennliner, z. B. einer Trennfolie oder einem Trennpapier eingedeckt werden. Die Schichtdicke der Haftklebemasse beträgt typischerweise zwischen 1 μm und 2000 μm, bevorzugt zwischen 5 μm und 1000 μm.In the simplest case, a self-adhesive product according to the invention consists of the pressure-sensitive adhesive in a single-layered structure (structure in FIG. 6.1). This structure can optionally one-sided or both sides with a release liner, z. B. a release film or a release paper are covered. The layer thickness of the PSA is typically between 1 .mu.m and 2000 .mu.m, preferably between 5 .mu.m and 1000 .mu.m.
Die Haftklebemasse kann sich ferner auf einem Träger, insbesondere einem Folien- oder Papierträger oder einem textilen Flächengebilde befinden (Aufbau in Figur 6.2). Der Träger kann dabei auf der zur Haftklebemasse zeigenden Seite dem Stand der Technik entsprechend vorbehandelt sein, so dass beispielsweise eine Verbesserung der Haftklebemasseverankerung erzielt wird. Ebenso kann die Seite mit einer funktionalen Schicht ausgerüstet sein, die beispielsweise als Sperrschicht fungieren kann. Die Trägerrückseite kann dem Stand der Technik entsprechend vorbehandelt sein, so dass beispielsweise eine Trennwirkung erreicht wird. Die Trägerrückseite kann ferner bedruckt sein. Die Haftklebemasse kann optional mit einem Trennpapier oder einer Trennfolie eingedeckt werden. Die Haftklebemasse weist eine typische Schichtdicke zwischen 1 μm und 2000 μm, bevorzugt zwischen 5 μm und 1000 μm auf.The PSA may also be on a support, in particular a film or paper support or a textile fabric (structure in Figure 6.2). The support may be pretreated on the side facing the PSA side in accordance with the prior art, so that, for example, an improvement in the pressure-sensitive adhesive anchorage is achieved. Likewise, the page can be equipped with a functional layer, which can act as a barrier layer, for example. The backing may be pretreated according to the prior art, so that, for example, a release effect is achieved. The carrier back can also be printed. The PSA may optionally be covered with a release paper or release liner. The PSA has a typical layer thickness between 1 .mu.m and 2000 .mu.m, preferably between 5 .mu.m and 1000 .mu.m.
Bei dem Aufbau gemäß Figur 6.3 handelt es sich um ein doppelseitiges selbstklebendes Produkt, das als Mittelschicht z. B. eine Trägerfolie, ein Trägerpapier, ein textilesThe construction according to FIG. 6.3 is a double-sided self-adhesive product which is used as a middle layer z. B. a carrier film, a backing paper, a textile
Flächengebilde oder einen Trägerschaum enthält. In diesem Aufbau kommen als obere und untere Schicht erfindungsgemäße Haftklebemassen gleicher oder verschiedener Art und/oder gleicher oder verschiedener Schichtdicke zur Anwendung. Der Träger kann dabei auf einer oder beiden Seiten dem Stand der Technik entsprechend vorbehandelt sein, so dass beispielsweise eine Verbesserung der Haftklebemassenverankerung erzielt wird.Contains sheet or a foam carrier. Adhesive adhesives of the same or different types and / or identical or different layer thicknesses according to the invention are used in this construction as upper and lower layers. The carrier may be pretreated on one or both sides according to the prior art, so that, for example, an improvement of the pressure-sensitive adhesive anchoring is achieved.
Ebenso können eine oder beide Seiten mit einer funktionalen Schicht ausgerüstet sein, die beispielsweise als Sperrschicht fungieren kann. Die Haftklebemasseschichten können optional mit Trennpapieren oder Trennfolien eingedeckt werden. Typischerweise weisen die Haftklebemasseschichten unabhängig voneinander Schichtdicken zwischen 1 μm und 2000 μm, bevorzugt zwischen 5 μm und 1000 μm auf.Likewise, one or both sides may be provided with a functional layer which may act as a barrier layer, for example. The pressure-sensitive adhesive layers can optionally covered with release papers or release liners. The pressure-sensitive adhesive layers typically have layer thicknesses of between 1 μm and 2 000 μm, preferably between 5 μm and 1000 μm, independently of one another.
Als weiteres doppelseitiges selbstklebendes Produkt ist der Aufbau gemäß Figur 6.4 eine erfindungsgemäße Variante. Eine erfindungsgemäße Haftklebemasseschicht trägt auf einer Seite eine weitere Haftklebemassenschicht, die aber beliebiger Natur sein kann und daher nicht erfindungsgemäß sein braucht. Der Aufbau dieses selbstklebenden Produkts kann optional mit einem oder zwei Trennfolien oder Trennpapieren eingedeckt sein. Die Haftklebemasseschichten weisen unabhängig voneinander Schichtdicken zwischen typischerweise 1 μm und 2000 μm, bevorzugt zwischen 5 μm und 1000 μm auf.As a further double-sided self-adhesive product, the structure according to FIG. 6.4 is a variant according to the invention. A pressure-sensitive adhesive layer according to the invention carries on one side a further PSA layer which, however, can be of any desired nature and therefore need not be in accordance with the invention. The structure of this self-adhesive product can optionally be covered with one or two release films or release papers. The pressure-sensitive adhesive layers, independently of one another, have layer thicknesses of typically between 1 μm and 2000 μm, preferably between 5 μm and 1000 μm.
Wie beim Aufbau in Figur 6.4 handelt es sich auch bei dem Aufbau gemäß Figur 6.5 um ein doppelseitiges selbstklebendes Produkt, das eine erfindungsgemäße Haftklebemasse enthält sowie eine beliebige weitere. Die beiden Haftklebemasseschichten sind in Figur 6.5 jedoch durch einen Träger, eine Trägerfolie, ein Trägerpapier, ein textiles Flächengebilde oder einen Trägerschaum voneinander getrennt. Der Träger kann dabei auf einer oder beiden Seiten dem Stand der Technik entsprechend vorbehandelt sein, so dass beispielsweise eine Verbesserung der Haftklebemassenverankerung erzielt wird. Ebenso können eine oder beide Seiten mit einer funktionalen Schicht ausgerüstet sein, die beispielsweise als Sperrschicht fungieren kann. Die Haftklebemasseschichten können optional mit Trennpapieren oder Trennfolien eingedeckt werden. Die Haftklebemasseschichten weisen unabhängig voneinander Schichtdicken zwischen typischerweise 1 μm und 2000 μm, bevorzugt zwischen 5 μm und 1000 μm auf.As in the construction in FIG. 6.4, the structure according to FIG. 6.5 is also a double-sided self-adhesive product which contains a pressure-sensitive adhesive composition according to the invention and any desired further. However, the two pressure-sensitive adhesive layers in FIG. 6.5 are separated from one another by a carrier, a carrier film, a carrier paper, a textile fabric or a carrier foam. The carrier may be pretreated on one or both sides according to the prior art, so that, for example, an improvement of the pressure-sensitive adhesive anchoring is achieved. Likewise, one or both sides may be provided with a functional layer which may act as a barrier layer, for example. The pressure-sensitive adhesive layers can optionally be covered with release papers or release liners. The pressure-sensitive adhesive layers, independently of one another, have layer thicknesses of typically between 1 μm and 2000 μm, preferably between 5 μm and 1000 μm.
Das erfindungsgemäße selbstklebende Produkt nach Figur 6.6 enthält eine Schicht erfindungsgemäßen Materials als Mittelschicht, die auf beiden Seiten mit beliebigen Haftklebemassen gleicher oder verschiedener Art ausgestattet ist. Eine oder beide Seiten der Mittelschicht können mit einer funktionalen Schicht ausgerüstet sein, die beispielsweise als Sperrschicht fungieren kann. Bei den äußeren Haftklebemasseschichten brauchen keine erfindungsgemäßen Haftklebemassen zum Einsatz kommen. Die äußeren Haftklebemasseschichten können optional mit Trennpapieren oder Trennfolien eingedeckt werden. Die äußeren Haftklebemasseschichten weisen unabhängig voneinander Schichtdicken zwischen typischerweise 1 μm und 2000 μm, bevorzugt zwischen 5 μm und 1000 μm auf. Die Dicke der Mittelschicht beträgt typischerweise zwischen 1 μm und 2000 μm, bevorzugt zwischen 5 μm und 1000 μm. PrüfmethodenThe self-adhesive product according to the invention according to FIG. 6.6 contains a layer of material according to the invention as a middle layer, which is provided on both sides with any desired or different types of pressure-sensitive adhesive. One or both sides of the middle layer may be provided with a functional layer which may act as a barrier layer, for example. In the case of the outer pressure-sensitive adhesive layers, it is not necessary to use PSAs according to the invention. The outer pressure-sensitive adhesive layers can optionally be covered with release papers or release liners. The outer pressure-sensitive adhesive layers, independently of one another, have layer thicknesses of typically between 1 μm and 2000 μm, preferably between 5 μm and 1000 μm. The thickness of the middle layer is typically between 1 .mu.m and 2000 .mu.m, preferably between 5 .mu.m and 1000 .mu.m. Test Methods
In der Beschreibung dieser Erfindung sind Zahlenwerte für erfindungsgemäße Systeme aufgeführt und es wird Bezug genommen auf Prüfmethoden, mittels derer solche Daten ermittelt werden können. Im Folgenden sind diese Prüfmethoden zusammengestellt.Numerical values for systems according to the invention are listed in the description of this invention and reference is made to test methods by means of which such data can be determined. These test methods are summarized below.
Bestimmung der Verarbeitungseigenschaften (Test A)Determination of processing properties (Test A)
Schmelzviskositäten (Test A1) und erste Normalspannungsdifferenzen werden für lösungsmittelfreie unvemetzte Prüfmuster in Abhängigkeit der Scherrate und Temperatur mittels eines PC-gesteuerten Hochdruckkapillarrheometers der Fa. Göttfert (ModellMelt viscosities (test A1) and first normal stress differences are calculated for solvent-free, unvarnished test samples as a function of the shear rate and temperature using a PC-controlled high-pressure capillary rheometer from Göttfert (model
Rheograph 2002) aus den gemessenen Druckverlusten im stationären Fließbereich bestimmt. Als Kapillare wird beispielsweise ein Flachschlitz mit der Geometrie 23 mm x 25 mm x 0,16 mm (L x B x H) verwendet. Als Werte für die Scherraten, Viskositäten und erste Normalspannungsdifferenzen werden in dieser Beschreibung korrigierte Daten angegeben.Rheograph 2002) from the measured pressure losses in the stationary flow range. For example, a flat slot with the geometry 23 mm × 25 mm × 0.16 mm (L × W × H) is used as the capillary. As values for the shear rates, viscosities and first normal voltage differences, corrected data are given in this specification.
Als Scherrate für die Prüfungen werden 1000 s~1 gewählt. Die Messtemperatur hängt von derThe shear rate for the tests is 1000 s ~ 1 . The measuring temperature depends on the
Art des untersuchten Materials ab und wird gemeinsam mit den Messergebnissen angegeben. Aus den Daten zur Scherrate, Viskosität und ersten Normalspannungsdifferenz wird der R-Wert als Verhältnis aus erster Normalspannungsdifferenz und dem Produkt aus Viskosität und Scherrate bestimmt (Test A2).Type of material investigated and is given together with the measurement results. From the data on the shear rate, viscosity and first normal stress difference, the R value is determined as the ratio of the first normal stress difference and the product of viscosity and shear rate (Test A2).
Bestimmung des Gelanteils (Test B)Determination of Gel Content (Test B)
Beschichtete und vernetzte lösungsmittelfreie Haftklebemassenproben werden in ein Vliestütchen aus Polyethylen eingeschweißt. Lösliche Bestandteile werden mit Toluol über eine Dauer von drei Tagen unter täglichem Lösungsmittelaustausch extrahiert. Aus der Differenz der Probengewichte vor der Extraktion und nach der Extraktion wird der Gelwert als prozentuale Angabe des Gewichtsanteils des Polymers, das nicht mit Toluol extrahierbar ist, bestimmt.Coated and crosslinked solvent-free PSA samples are sealed in a polyethylene nonwoven bag. Soluble components are extracted with toluene over a period of three days with daily solvent exchange. From the difference in sample weights before extraction and after extraction, the gel value is determined as a percentage of the weight fraction of the polymer that is not extractable with toluene.
Bestimmung der Klebkraft (Test C)Determination of the bond strength (test C)
Die Prüfung der Schälfestigkeit (Klebkraft) erfolgt in Anlehnung an PSTC-1. Auf eine 25 μm dicke PET-Folie wird eine 50 μm dicke Haftklebeschicht aufgebracht. Ein 2 cm breiter Streifen dieses Musters wird auf eine geschliffene Stahlplatte durch fünfmaliges doppeltesThe peel strength (bond strength) is tested on the basis of PSTC-1. On a 25 micron thick PET film, a 50 micron thick pressure-sensitive adhesive layer is applied. A 2 cm wide strip of this pattern is duplicated on a ground steel plate by five times
Überrollen mittels einer 5 kg Rolle verklebt. Die Platte wird eingespannt und der Selbstklebestreifen über sein freies Ende an einer Zugprüfmaschine unter einem Schälwinkel von 180° mit einer Geschwindigkeit von 300 mm/min abgezogen.Overrolling glued by means of a 5 kg roll. The plate is clamped and the Self-adhesive strip on its free end on a tensile tester peeled at a peel angle of 180 ° at a speed of 300 mm / min.
Bestimmung der Scherstandzeit (Test D)Determination of shearing life (test D)
Die Prüfung erfolgt in Anlehnung an PSTC-7. Auf eine 25 μm dicke PET-Folie wird eine 50 μm dicke Haftklebeschicht aufgebracht. Ein 1 ,3 cm breiter Streifen dieses Musters wird auf einem polierten Stahlplättchen auf einer Länge von 2 cm mit einer 2 kg-Rolle durch zweimaliges doppeltes Überrollen verklebt. Die Plättchen werden für 30 min unter Testbedingungen (Temperatur und Luftfeuchtigkeit), aber ohne Last equilibriert. Dann wird das Testgewicht angehängt, so dass eine Scherbeanspruchung parallel zur Verklebungsfläche entsteht, und die Zeit gemessen, bis die Verklebung versagt. The test is based on PSTC-7. On a 25 micron thick PET film, a 50 micron thick pressure-sensitive adhesive layer is applied. A 1, 3 cm wide strip of this pattern is glued on a polished steel plate over a length of 2 cm with a 2 kg roll by twice double rolling over. The slides are equilibrated for 30 min under test conditions (temperature and humidity) but without load. Then the test weight is added so that a shear stress is generated parallel to the bond area and the time is measured until the bond fails.
Tabelle 1Table 1

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Herstellung einer Haftklebemasse auf Basis zumindest eines Polymers, bei welchem eine Vernetzung des zumindest einen Polymers durchgeführt wird, wobei das Polymer funktionelle Gruppen Y aufweist, wobei weiterhin das Polymer mit zumindest einer Sorte funktionalisierter Partikeln versetzt ist, welche zumindest eine nichtpolymere Basiseinheit aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikeln eine Oberflächenmodifikation der Basiseinheit aufweisen, wobei die Oberflächenmodifikation der Partikeln zumindest eine Sorte funktioneller Gruppen X aufweist, und wobei die Vernetzung des Polymers zumindest zum Teil durch eine Reaktion der funktionellen Gruppen X der Partikeln und der funktionellen Gruppen Y des Polymers bewirkt wird.A process for the preparation of a pressure-sensitive adhesive based on at least one polymer, in which a crosslinking of the at least one polymer is carried out, wherein the polymer has functional groups Y, wherein the polymer is additionally mixed with at least one kind of functionalized particles which comprise at least one non-polymeric base unit characterized in that the particles have a surface modification of the base unit, wherein the surface modification of the particles has at least one sort of functional groups X, and wherein the crosslinking of the polymer is based at least in part by a reaction of the functional groups X of the particles and the functional groups Y of the polymer is effected.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Basiseinheit der zumindest einen funktionalisierten Partikelsorte ein amorphes oder kristallines Oxid anorganischer Natur ist, insbesondere ein Metalloxid oder ein Halbmetalloxid.2. The method according to claim 1, characterized in that the at least one base unit of the at least one functionalized particle type is an amorphous or crystalline oxide of inorganic nature, in particular a metal oxide or a half metal oxide.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Basiseinheit der zumindest einen funktionalisierten Partikelsorte ein Erdalkalisalz ist.3. The method according to claim 1, characterized in that the at least one base unit of the at least one functionalized particle type is an alkaline earth salt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Basiseinheit der zumindest einen funktionalisierten Partikelsorte ein4. The method according to claim 1, characterized in that the at least one base unit of the at least one functionalized particle type a
Mineral auf Silikatbasis, insbesondere ein Tonmineral ist.Silicate-based mineral, in particular a clay mineral.
5. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die funktionellen Gruppen Y des zumindest einen Polymers und/oder die funktionellen5. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the functional groups Y of the at least one polymer and / or the functional
Gruppen X der zumindest einen Partikelsorte zumindest zum Teil photoinitiierenden Charakter aufweisen. Groups X of at least one particle type at least partially photoinitising character.
6. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenmodifikation der zumindest einen funktionalisierten Partikelsorte durch Organosilane, Tenside, Organotitan-Verbindungen, Fettsäuren und/oder Polyelektrolyte bewirkt wird.6. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the surface modification of the at least one functionalized particle type by organosilanes, surfactants, organotitanium compounds, fatty acids and / or polyelectrolytes is effected.
7. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktion zur Bewirkung der Vernetzung der Haftklebemasse eine Kopplungsreaktion ist, insbesondere eine solche unter Bildung kovalenter Bindungen unter Bildung von Wasserstoffbrückenbindungen und/oder unter Bildung koordinativer Bindungen.7. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the reaction for effecting the crosslinking of the PSA is a coupling reaction, in particular one to form covalent bonds to form hydrogen bonds and / or to form coordinative bonds.
8. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vernetzungsreaktion im Wesentlichen strahlenchemisch initiiert wird, insbesondere durch Einwirkung von UV-Strahlung.8. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the crosslinking reaction is initiated essentially by radiation chemistry, in particular by the action of UV radiation.
9. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine funktionalisierte Partikelsorte in Form von singulären kugelförmigen Partikeln, singulären plättchenförmigen Partikeln und/oder singulären stäbchenförmigen Partikeln vorliegt.9. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the at least one functionalized particle type in the form of singular spherical particles, singular platelet-shaped particles and / or singular rod-shaped particles is present.
10. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine funktionalisierte Partikelsorte in Form von aus mehreren Primärpartikeln gebildeten Partikelaggregaten vorliegt.10. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the at least one functionalized particle type is present in the form of particle aggregates formed from a plurality of primary particles.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikeln bzw. die Partikelaggregate eine räumliche Ausdehnung von nicht mehr als 1000 nm, bevorzugt in zumindest einer Raumrichtung von nicht mehr als 250 nm, sehr bevorzugt in zumindest einer Raumrichtung von nicht mehr als 100 nm aufweisen. 11. The method according to claim 9 or 10, characterized in that the particles or the particle aggregates a spatial extent of not more than 1000 nm, preferably in at least one spatial direction of not more than 250 nm, very preferably in at least one spatial direction of not more than 100 nm.
12. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewichtsanteil an funktionalisierten Partikeln in der Haftklebemasse bis zu 50 %, bevorzugt bis zu 20 %, sehr bevorzugt bis zu 12 % beträgt.12. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the weight fraction of functionalized particles in the pressure-sensitive adhesive is up to 50%, preferably up to 20%, very preferably up to 12%.
13. Haftklebemasse, basierend auf zumindest einer vernetzten Polymerkomponente, bei welchem die Vernetzung der Polymerkomponente zumindest zum Teil durch Einbau von funktionalisierten Partikeln bewirkt wird, wobei die Partikeln zumindest eine nichtpolymere Basiseinheit sowie eine Oberflächenmodifikation dieser Basiseinheit aufweisen, wobei die Oberflächenmodifikation der Partikeln zumindest eine Sorte funktioneller Gruppen X aufweist, welche in der Lage sind, mit in der Polymerkomponente vorhandenen funktionellen Gruppen Y zu reagieren.13. A pressure-sensitive adhesive based on at least one crosslinked polymer component, in which the crosslinking of the polymer component is effected at least in part by incorporation of functionalized particles, the particles having at least one non-polymeric base unit and a surface modification of this base unit, wherein the surface modification of the particles is at least one grade functional groups X which are capable of reacting with functional groups Y present in the polymer component.
14. Haftklebemasse nach Anspruch 13, erhältlich nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12.14. Pressure-sensitive adhesive according to claim 13, obtainable by a process according to one of claims 1 to 12.
15. Verwendung von oberflächenmodifizierten funktionalisierten Partikeln mit einer nichtpolymeren Basiseinheit als Vernetzungsreagenzien zur Vernetzung von Polymeren zur Herstellung von Haftklebemassen.15. Use of surface-modified functionalized particles with a non-polymer base unit as crosslinking reagents for crosslinking polymers for the preparation of PSAs.
16. Selbstklebende Produkte, ausgerüstet mit einer Haftklebemasse nach einem der Ansprüche 13 oder 14. 16. Self-adhesive products, provided with a pressure-sensitive adhesive according to one of claims 13 or 14.
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